JPH11209429A - Production of alkoxystyrene polymer and alkoxystyrene polymer obtained thereby - Google Patents

Production of alkoxystyrene polymer and alkoxystyrene polymer obtained thereby

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JPH11209429A
JPH11209429A JP1150598A JP1150598A JPH11209429A JP H11209429 A JPH11209429 A JP H11209429A JP 1150598 A JP1150598 A JP 1150598A JP 1150598 A JP1150598 A JP 1150598A JP H11209429 A JPH11209429 A JP H11209429A
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alkoxystyrene
polymer
molecular weight
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reaction
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義弘 稲葉
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F12/14Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by hetero atoms or groups containing heteroatoms
    • C08F12/16Halogens
    • C08F12/20Fluorine

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing in high yields an alkoxystyrene polymer having a number-average molecular weight of 10,000 or above and such a narrow molecular weight distribution as to correspond to an Mw/Mn ratio of 1.10 or below by utilizing anion living polymerization. SOLUTION: This process comprises the steps of: mixing an alkoxystyrene with an anionic polymerization initiator in a hydrocarbon solvent containing a Lewis base at a temperature below the polymerization initiation temperature, and polymerizing the resultant mixture by heating. It is desirable that the step of polymerizing the resultant mixture by heating is followed by the step of adding another monomer to the reaction product and the step of subjecting the entire mixture to block copolymerization.

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、感光性材料である
アルコキシスチレン重合体の製造方法に関し、さらに、
詳しくは、数平均分子量が10000以上で、狭い分子
量分布を有するアルコキシスチレン重合体の製造方法に
関する。
[0001] The present invention relates to a method for producing an alkoxystyrene polymer as a photosensitive material,
More specifically, the present invention relates to a method for producing an alkoxystyrene polymer having a number average molecular weight of 10,000 or more and a narrow molecular weight distribution.

【0002】[0002]

【従来の技術】アルコキシスチレン重合体は酸を作用さ
せることでビニルフェノール重合体に変換することがで
きる。この反応は第1級水酸基の脱保護反応として知ら
れている。従って、アルコキシスチレン重合体に光酸発
生剤を含有させ光照射すれば、いわゆる化学増幅作用に
よって疎水性のアルコキシスチレン重合体から親水性の
ビニルフェノール重合体に変換することが可能である。
この光による物性変換はフォトレジストあるいは光粘着
剤等に利用することができる。例えば、色材協会誌67
〔7〕,449(1994)で述べられているように、
集積度を増したLSIの加工には、化学増幅タイプのフ
ォトレジストが有望とされており、その中でもアルコキ
シスチレン重合体は高解像度フォトレジストとして期待
されている。さらに、変換した後のビニルフェノール重
合体の水酸基は高分子反応によって他のさまざまな官能
基に変換することが可能である。これらアルコキシスチ
レン重合体は、機械的な強度、被着体への接着性、耐溶
剤性、および解像度の点で、比較的高分子量で狭い分子
量分布を有することが好ましい。
2. Description of the Related Art An alkoxystyrene polymer can be converted into a vinylphenol polymer by the action of an acid. This reaction is known as a primary hydroxyl group deprotection reaction. Therefore, if a photoacid generator is contained in the alkoxystyrene polymer and light is irradiated, it is possible to convert a hydrophobic alkoxystyrene polymer into a hydrophilic vinylphenol polymer by a so-called chemical amplification effect.
This conversion of physical properties by light can be used for a photoresist or a light adhesive. For example, Color Material Association Journal 67
[7], 449 (1994),
For the processing of LSIs with an increased degree of integration, chemically amplified photoresists are promising, and among them, alkoxystyrene polymers are expected as high-resolution photoresists. Further, the hydroxyl group of the vinylphenol polymer after the conversion can be converted into various other functional groups by a polymer reaction. These alkoxystyrene polymers preferably have a relatively high molecular weight and a narrow molecular weight distribution in terms of mechanical strength, adhesion to an adherend, solvent resistance, and resolution.

【0003】狭い分子量分布を有する重合体の製造に
は、一般に、リビング重合が有効である。リビング重合
では、あらかじめ製造しようとする重合体の分子量を
{モノマー量(mol)/開始剤量(mol)} ×
(モノマーの分子量)で計算される分子量に制御でき
る。さらに重合終了後も重合体の活性末端が“生きて
(リビング)”いるので他のモノマーとのブロック共重
合体の作製を行うことができる。この場合にも、あらか
じめ製造しようとするブロック共重合体の各セグメント
の分子量を{モノマー量(mol)/活性末端基量(m
ol)} ×(モノマーの分子量)で計算される分子量
に制御できる。さらに重合終了後も重合体の活性末端が
依然として生きているので他のモノマーとの多種多様な
ブロック共重合体の作製、ブロック共重合体末端への官
能基の導入などを行うことができる。
Living polymers are generally effective for producing polymers having a narrow molecular weight distribution. In living polymerization, the molecular weight of the polymer to be produced in advance is calculated as {monomer amount (mol) / initiator amount (mol)} ×
It can be controlled to the molecular weight calculated by (molecular weight of monomer). Furthermore, since the active terminal of the polymer is "living" even after the polymerization is completed, a block copolymer with another monomer can be produced. Also in this case, the molecular weight of each segment of the block copolymer to be produced in advance is expressed by the formula: {monomer amount (mol) / active terminal group amount (m
ol)} × (molecular weight of monomer). Furthermore, since the active terminal of the polymer is still alive after the polymerization is completed, it is possible to prepare various block copolymers with other monomers, and to introduce a functional group into the terminal of the block copolymer.

【0004】しかしながら、一般にアルコキシ基のよう
な極性基が存在すると副反応のためリビング性が低下す
ることが知られている。ここで、リビング性の評価尺度
の一つとして、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量
(Mn)との比Mw/Mnが分子量分布と称され、よく
使用されている。この分子量分布Mw/Mnが1.10
より小さいとき理想的なリビング重合が進行したとみな
してよい。Mw/Mnが1.10より大きいものはリビ
ング性が低いと判断できる。
[0004] However, it is generally known that the presence of a polar group such as an alkoxy group lowers the living property due to a side reaction. Here, as one of the evaluation criteria of the living property, the ratio Mw / Mn between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is called a molecular weight distribution and is often used. This molecular weight distribution Mw / Mn is 1.10
When it is smaller, it may be considered that ideal living polymerization has progressed. If Mw / Mn is greater than 1.10, it can be determined that the living property is low.

【0005】アニオンリビング重合を利用した分子量分
布が狭いアルコキシスチレン重合体の製造方法として、
特公昭63−36602号公報には、sec−ブチルリ
チウムを重合開始剤として使用し、溶剤としてベンゼン
を用いてp−tert−ブトキシスチレンモノマーをア
ニオン重合させたという記載がある。該公報には肝心な
重合温度、重合時間等の重合条件が全く記載されていな
いが、一般に、ベンゼン等の炭化水素溶媒中でのアニオ
ンリビング重合の進行は遅いことが知られており、炭化
水素溶媒を用いる場合には、反応促進のため、重合温度
を高くするのが通常である。しかしながら、p−ter
t−ブトキシスチレンモノマーは、スチレン部のビニル
基だけでなくp位にtert−ブトキシ基を有するた
め、重合温度を高くすると、重合反応中に副反応が起こ
り、n−ブチルリチウムを使用した通常のアニオン重合
は、現実には、単分散性が低い、すなわちリビング性が
低いものになるという問題があった。さらに、sec−
ブチルリチウムは、反応性には優れているが、アニオン
重合で一般に使用されているn−ブチルリチウムに比べ
価格が高いというコスト面での欠点を有し、しかも低温
で保存しなければならないという取り扱い上の欠点も有
する。
As a method for producing an alkoxystyrene polymer having a narrow molecular weight distribution using anionic living polymerization,
JP-B-63-36602 describes that anion polymerization of a p-tert-butoxystyrene monomer was performed using sec-butyllithium as a polymerization initiator and benzene as a solvent. The publication does not disclose any essential polymerization conditions such as polymerization temperature and polymerization time, but it is generally known that the progress of anionic living polymerization in a hydrocarbon solvent such as benzene is slow, When a solvent is used, the polymerization temperature is usually increased to promote the reaction. However, p-ter
Since the t-butoxystyrene monomer has not only a vinyl group in the styrene portion but also a tert-butoxy group at the p-position, when the polymerization temperature is increased, a side reaction occurs during the polymerization reaction, and a normal reaction using n-butyllithium is performed. In practice, anionic polymerization has a problem that the monodispersity is low, that is, the living property is low. Furthermore, sec-
Butyllithium is excellent in reactivity, but has a cost disadvantage that it is more expensive than n-butyllithium generally used in anionic polymerization, and furthermore, it must be stored at a low temperature. It also has the above disadvantages.

【0006】また、該公報にはスチレンモノマーとp−
tert−ブトキシスチレンモノマーを二段階で投入
し、ブロック共重合させたという記載がある。しかしな
がら、該公報には分子量分布Mw/Mnに関する具体的
な記述はなく、重合温度、重合時間等の重合条件が全く
記載されていない。我々の実験ではスチレンモノマーと
p−tert−ブトキシスチレンモノマーを二段階で投
入しても副反応が起こり、分子量分布が狭いブロック共
重合体は得られなかった。
The publication also discloses that styrene monomer and p-
There is a description that tert-butoxystyrene monomer was charged in two steps and block copolymerized. However, the publication does not specifically describe the molecular weight distribution Mw / Mn, and does not describe polymerization conditions such as polymerization temperature and polymerization time at all. In our experiments, a side reaction occurred even when the styrene monomer and the p-tert-butoxystyrene monomer were charged in two steps, and a block copolymer having a narrow molecular weight distribution could not be obtained.

【0007】特開平3−277608号公報には、ナト
リウムあるいはカリウムなどのアルカリ金属を重合開始
剤として使用し、この開始剤を溶解させたTHF溶液に
p−tert−ブトキシスチレンモノマーをゆっくり滴
下しアニオン重合させて重合体を作製する方法が提案さ
れている。また、該公報には開始剤を溶解させたTHF
溶液にブタジエンモノマーをゆっくり滴下しアニオン重
合させた後、p−tert−ブトキシスチレンモノマー
をゆっくり滴下しアニオン重合させることによりブタジ
エンとp−tert−ブトキシスチレンとのブロック共
重合体を作製する方法が提案されている。しかしなが
ら、この方法では分子量分布がMw/Mn=1.10よ
り小さな分子量分布をもつ重合体、いわゆる単分散性重
合体は得られない。さらに、一般に、THF等の極性溶
媒中でのアニオンリビング重合の進行は速く、発熱を伴
うため、極低温でモノマーを滴下するのが通常である
が、開始剤を溶解させたTHF溶液にモノマーを滴下す
るのに長時間を要し、重合を完結させるためにさらに長
時間の反応を要するという欠点があった。また、ナトリ
ウムなどのアルカリ金属は保存性に問題があり、分散媒
体中に溶解した酸素により、金属表面に酸化物が生成し
活性が低下するという欠点があった。
JP-A-3-277608 discloses that an alkali metal such as sodium or potassium is used as a polymerization initiator, and a p-tert-butoxystyrene monomer is slowly dropped into a THF solution in which the initiator is dissolved to form an anion. A method for producing a polymer by polymerization has been proposed. The publication also discloses THF in which an initiator is dissolved.
A method of preparing a block copolymer of butadiene and p-tert-butoxystyrene by slowly dropping a butadiene monomer into the solution and performing anionic polymerization and then slowly dropping a p-tert-butoxystyrene monomer and performing anionic polymerization is proposed. Have been. However, according to this method, a polymer having a molecular weight distribution smaller than Mw / Mn = 1.10, that is, a so-called monodisperse polymer cannot be obtained. Further, in general, the anionic living polymerization in a polar solvent such as THF progresses rapidly and is accompanied by heat generation. Therefore, it is usual to drop the monomer at an extremely low temperature. However, the monomer is added to a THF solution in which an initiator is dissolved. There is a drawback that it takes a long time to drop, and a longer time is required to complete the polymerization. Alkali metals such as sodium have a problem in storage stability, and have a drawback in that oxygen dissolved in a dispersion medium forms an oxide on the metal surface and reduces the activity.

【0008】特開平6−298869号公報には、重合
溶媒として炭化水素系溶剤を使用し、テトラヒドロフラ
ンを溶媒に対し、0.2〜10wt%添加し、sec−
ブチルリチウムでアニオン重合する方法が提案されてい
る。しかしながら、この方法では数平均分子量Mnが1
0000以下の場合はMw/Mn=1.10以下の狭い
分子量分布をもつ重合体が得られるものの、数平均分子
量が10000以上の分子量をもつ重合体を得ようとす
ると、理由は定かではないが、分子量分布が広がり、リ
ビング性が悪化するという欠点があった。また、重合開
始剤で使用しているsec−ブチルリチウムは、前述の
通り、アニオン重合で一般に使用されているn−ブチル
リチウムに比べ価格が高いというコスト面での欠点を有
し、しかも低温で保存しなければならないという取り扱
い上の欠点も有する。
JP-A-6-298869 discloses that a hydrocarbon solvent is used as a polymerization solvent, and tetrahydrofuran is added to the solvent in an amount of 0.2 to 10% by weight, and
A method of anionic polymerization with butyllithium has been proposed. However, in this method, the number average molecular weight Mn is 1
When the molecular weight is 0000 or less, a polymer having a narrow molecular weight distribution of Mw / Mn = 1.10 or less can be obtained. However, if a polymer having a number average molecular weight of 10,000 or more is obtained, the reason is not clear. However, there is a disadvantage that the molecular weight distribution is widened and the living property is deteriorated. Further, as described above, sec-butyllithium used as a polymerization initiator has a cost disadvantage that the price is higher than n-butyllithium generally used in anionic polymerization, and at a low temperature. It also has the disadvantage of handling that it must be preserved.

【0009】以上の通り、数平均分子量が10000以
上で、狭い分子量分布を有するアルコキシスチレン重合
体の製造方法は確立されていないのが現状である。
As described above, a method for producing an alkoxystyrene polymer having a number average molecular weight of 10,000 or more and a narrow molecular weight distribution has not been established at present.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の第一
の目的は、アニオンリビング重合を利用して、数平均分
子量で10000以上であり、分子量分布がMw/Mn
=1.10以下の狭い分子量分布をもつアルコキシスチ
レン重合体を高収率で製造できるアルコキシスチレン重
合体の製造方法を提供することにある。本発明の第二の
目的は、重合開始剤としてアニオン重合で一般に使用さ
れているn−ブチルリチウムが使用できるアルコキシス
チレン重合体の製造方法を提供することにある。本発明
の第三の目的は、アルコキシスチレンリビング重合体に
他のモノマーを添加し、分子量分布がMw/Mn=1.
10以下の狭い分子量分布をもつブロック共重合体を高
収率で製造できるアルコキシスチレン重合体の製造方法
を提供することにある。
Accordingly, a first object of the present invention is to utilize anionic living polymerization to obtain a number average molecular weight of 10,000 or more and a molecular weight distribution of Mw / Mn.
It is an object of the present invention to provide a method for producing an alkoxystyrene polymer capable of producing an alkoxystyrene polymer having a narrow molecular weight distribution of 1.10 or less in high yield. A second object of the present invention is to provide a method for producing an alkoxystyrene polymer in which n-butyllithium generally used in anionic polymerization can be used as a polymerization initiator. A third object of the present invention is to add another monomer to an alkoxystyrene living polymer so that the molecular weight distribution is Mw / Mn = 1.
An object of the present invention is to provide a method for producing an alkoxystyrene polymer which can produce a block copolymer having a narrow molecular weight distribution of 10 or less in high yield.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
の結果、上記目的を達成可能なアルコキシスチレン重合
体の製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。す
なわち、本発明は、重合開始温度未満の温度で、ルイス
塩基を含有する炭化水素溶媒中、アルコキシスチレンと
アニオン重合開始剤を混合する工程と、該混合物を加温
して重合させる工程とを有することを特徴とするアルコ
キシスチレン重合体の製造方法である。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found a method for producing an alkoxystyrene polymer which can achieve the above object, and have completed the present invention. That is, the present invention has a step of mixing alkoxystyrene and an anionic polymerization initiator in a hydrocarbon solvent containing a Lewis base at a temperature lower than the polymerization initiation temperature, and a step of heating and polymerizing the mixture. This is a method for producing an alkoxystyrene polymer.

【0012】従来の製造方法においては、重合開始剤に
よって発生したアニオンの重合反応性を溶媒の極性を高
めることによって上げてきたのであるが、アニオンの重
合反応性が高くなると発熱が大きくなる。この反応時の
発熱を抑制するためにはモノマーの添加速度を落とし、
反応温度を低下させる必要がある。従って、従来の製造
方法において、数平均分子量で10000以上であり、
分子量分布がMw/Mn=1.10以下の狭い分子量分
布をもつアルコキシスチレン重合体が得られていないの
は、溶媒の極性を高めて、重合反応速度が速くなった場
合には、個々のアニオンリビングの発生時間のずれが生
じ、これが重合体の分子量分布に大きな影響を与えるた
めであると推察される。すなわち、重合体の分子量は反
応時間に比例して大きくなり、先に発生したアニオンリ
ビングはより大きな分子量の重合体を与えるのである。
In the conventional production method, the polymerization reactivity of the anion generated by the polymerization initiator has been increased by increasing the polarity of the solvent. However, the higher the polymerization reactivity of the anion, the greater the heat generation. In order to suppress the heat generation during this reaction, the rate of addition of the monomer is reduced,
It is necessary to lower the reaction temperature. Therefore, in the conventional production method, the number average molecular weight is 10,000 or more,
The reason why an alkoxystyrene polymer having a narrow molecular weight distribution with a molecular weight distribution of Mw / Mn = 1.10 or less has not been obtained is that when the polarity of the solvent is increased and the polymerization reaction rate is increased, individual anion It is presumed that the difference in the generation time of living occurs, which has a large effect on the molecular weight distribution of the polymer. That is, the molecular weight of the polymer increases in proportion to the reaction time, and the previously generated anion living gives a polymer with a higher molecular weight.

【0013】これに対し、本発明の特徴は、テトラヒド
ロフランのようなルイス塩基を存在させた炭化水素系溶
媒にアルコキシスチレンモノマーを溶解させ、実質的に
重合を開始させない温度でアニオン重合開始剤を添加し
た後、加温させて重合させる点にある。すなわち、炭化
水素系溶媒にルイス塩基を存在させることにより、アニ
オンの重合反応性を高め、また、重合開始温度よりも低
温で、アルコキシスチレンモノマーと重合開始剤とを混
合して均一な系とし、その後、昇温することにより、ア
ニオンリビングを同時に発生させることができ、高分子
量で、狭い分子量分布をもつアルコキシスチレン重合体
が得られるものと考えられる。このように、アニオンリ
ビングの発生時期を制御するという考え方は従来無かっ
たものである。
On the other hand, the feature of the present invention is that an alkoxystyrene monomer is dissolved in a hydrocarbon solvent in which a Lewis base such as tetrahydrofuran is present, and an anionic polymerization initiator is added at a temperature at which polymerization is not substantially started. After that, it is heated and polymerized. That is, the presence of a Lewis base in the hydrocarbon solvent increases the polymerization reactivity of the anion, and at a temperature lower than the polymerization initiation temperature, to mix the alkoxystyrene monomer and the polymerization initiator to form a uniform system, Thereafter, by raising the temperature, anion living can be simultaneously generated, and it is considered that an alkoxystyrene polymer having a high molecular weight and a narrow molecular weight distribution can be obtained. As described above, the concept of controlling the generation time of the anion living has not existed conventionally.

【0014】本発明のアルコキシスチレン重合体の製造
方法は、理想的なリビングアニオン重合であり、本発明
によれば、数平均分子量で10000以上の重合体を分
子量分布がMw/Mn=1.10以下の極めて狭い分子
量分布をもつ重合体として、高収率で製造することがで
きる。
The method for producing an alkoxystyrene polymer of the present invention is an ideal living anionic polymerization. According to the present invention, a polymer having a number average molecular weight of 10,000 or more has a molecular weight distribution of Mw / Mn = 1.10. The following polymers having a very narrow molecular weight distribution can be produced in high yield.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】ルイス塩基としては、テトラヒド
ロフラン、1,4−ジオキサン、エチルエーテルなどの
エーテル類、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N
−メチルピロリジンなどの三級アミン類を使用できる。
この中でも、特にテトラヒドロフランの添加が効果的で
ある。添加量は上記溶媒に対して0.1重量%以上10
重量%以下、好ましくは0.5重量%以上5重量%以下
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As Lewis bases, ethers such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, ethyl ether, trimethylamine, triethylamine, N
Tertiary amines such as -methylpyrrolidine can be used.
Among them, addition of tetrahydrofuran is particularly effective. The amount of addition is 0.1% by weight or more to the
% By weight, preferably 0.5% by weight or more and 5% by weight or less.

【0016】溶媒中にはルイス塩基を添加する理由は、
1983年発行のAdvancedPolymer S
cience第49巻に掲載されているMichael
Szwarcの論文「Living Polymers
and Mechanism of Anionic
Polymerization」の67〜68項に記
載されているとおり、テトラヒドロフランのようなルイ
ス塩基は、重合開始反応を速める効果があるからであ
る。本発明においても、ルイス塩基を添加することによ
り、加温時の開始反応速度を促進させ分子量分布を狭く
する効果がある。
The reason why the Lewis base is added to the solvent is as follows.
Advanced Polymer S issued in 1983
Michael published in Science Volume 49
Szwarc's paper "Living Polymers"
and Mechanism of Anionic
This is because, as described in Polymerization, paragraphs 67 to 68, a Lewis base such as tetrahydrofuran has an effect of accelerating the polymerization initiation reaction. Also in the present invention, the addition of the Lewis base has the effect of accelerating the initiation reaction rate during heating and narrowing the molecular weight distribution.

【0017】炭化水素系溶媒としては、メチルシクロヘ
キサン、エチルシクロヘキサン、シクロヘキセン等の脂
肪族炭化水素系化合物、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、アルキルナフタレン等の芳香族炭化水素系化合物が
利用できる。この中でも反応後に溶剤の再利用のしやす
さから比較的沸点の低いメチルシクロヘキサン、トルエ
ンが好ましい。
As the hydrocarbon solvent, aliphatic hydrocarbon compounds such as methylcyclohexane, ethylcyclohexane and cyclohexene, and aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene, xylene and alkylnaphthalene can be used. Among them, methylcyclohexane and toluene having a relatively low boiling point are preferable because the solvent can be easily reused after the reaction.

【0018】本発明では、アルコキシスチレンをモノマ
ーとしてリビングアニオン重合をさせる。本発明のアル
コキシスチレンは下記一般式(1)で表され、
In the present invention, living anionic polymerization is carried out using alkoxystyrene as a monomer. The alkoxystyrene of the present invention is represented by the following general formula (1),

【0019】[0019]

【化1】 Embedded image

【0020】式中、R1 ,R2 ,R3 は炭素数1〜12
のアルキル基である。蒸留精製の容易さの点で、R1
2 ,R3 は、炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、
具体的には、p−tert−ブトキシスチレン等の、常
圧で300℃以下の沸点を有するアルコキシスチレンを
モノマーとして使用するのが好ましい。
In the formula, R 1 , R 2 and R 3 have 1 to 12 carbon atoms.
Is an alkyl group. R 1 ,
R 2 and R 3 are preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
Specifically, it is preferable to use an alkoxystyrene having a boiling point of 300 ° C. or less at normal pressure, such as p-tert-butoxystyrene, as a monomer.

【0021】本発明において、前記の一般式(1)で表
されるアルコキシスチレンモノマーをアニオン重合させ
る際に使用する重合開始剤としては、n−ブチルリチウ
ム、sec−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウ
ム、ナトリウムナフタレン、リチウムナフタレン、ナト
リウムアントラセン、α−メチルスチレンテトラマーナ
トリウムなどリビングアニオン重合で使用されている公
知の有機金属化合物が使用できるが、価格、取り扱いの
面でn−ブチルリチウムを使用することがより好まし
い。
In the present invention, n-butyllithium, sec-butyllithium, tert-butyllithium, n-butyllithium, and the like are used as polymerization initiators for anionic polymerization of the alkoxystyrene monomer represented by the general formula (1). Known organic metal compounds used in living anionic polymerization such as sodium naphthalene, lithium naphthalene, sodium anthracene, and α-methylstyrene tetramer sodium can be used.However, it is more preferable to use n-butyllithium in terms of price and handling. preferable.

【0022】使用する溶媒、モノマーおよび添加剤は、
重合に先だって不純物を除き、乾燥剤存在下で分留管等
を用いて減圧蒸留した後、使用することが好ましい。乾
燥剤としては、通常のアニオン重合で使用されている乾
燥剤を使用できる。例えば、ナトリウム、水素化リチウ
ムアルミニウム、水素化カルシウム、モレキュラーシー
ブス、シリカゲル、活性アルミナ、五酸化リン、酸化バ
リウムなどが使用できる。
The solvents, monomers and additives used are
Prior to the polymerization, it is preferable to remove impurities and perform distillation under reduced pressure using a fractionating tube or the like in the presence of a desiccant before use. As the drying agent, a drying agent used in ordinary anionic polymerization can be used. For example, sodium, lithium aluminum hydride, calcium hydride, molecular sieves, silica gel, activated alumina, phosphorus pentoxide, barium oxide and the like can be used.

【0023】本発明のアルコキシスチレン重合体の製造
方法は、重合開始温度未満の温度で、ルイス塩基を含有
する炭化水素溶媒中、アルコキシスチレンモノマーとア
ニオン重合開始剤を混合する工程(以下、混合工程とい
う。)と、該混合物を加温して重合させる工程(以下、
重合工程という。)とを有している。
In the method for producing an alkoxystyrene polymer of the present invention, a step of mixing an alkoxystyrene monomer and an anionic polymerization initiator in a hydrocarbon solvent containing a Lewis base at a temperature lower than the polymerization initiation temperature (hereinafter, a mixing step) ) And a step of heating and polymerizing the mixture (hereinafter, referred to as “polymerization”).
This is called a polymerization step. ).

【0024】混合工程において、重合開始温度未満の温
度とは、開始剤とアルコキシスチレンモノマーとが反応
して活性種であるアルコキシスチリルアニオンが実質的
に生成していない状態での温度をいい、アルコキシスチ
リルアニオンに起因する反応液の呈色がなく、無色透明
状態にあるときの温度をいう。具体的には、たとえば、
n−ブチルリチウムであれば、反応系を−50℃以下の
温度、好ましくは−55℃以下の温度にする。
In the mixing step, the temperature lower than the polymerization initiation temperature refers to the temperature in a state where the initiator reacts with the alkoxystyrene monomer and substantially no alkoxystyryl anion as an active species is substantially produced. This refers to the temperature at which the reaction solution is colorless and transparent without coloration due to styryl anion. Specifically, for example,
In the case of n-butyllithium, the reaction system is brought to a temperature of -50C or lower, preferably -55C or lower.

【0025】混合の方法は、特に限定されるものではな
く、アルコキシスチレンモノマーをルイス塩基を存在さ
せた炭化水素系溶媒に溶解させ、ここにアニオン重合開
始剤を添加してもよく、ルイス塩基を存在させた炭化水
素系溶媒にアニオン重合開始剤を溶解させ、ここにアル
コキシスチレンモノマーを添加してもよい。また、ルイ
ス塩基を存在させた炭化水素系溶媒にアニオン重合開始
剤を溶解させ、重合開始温度未満の温度で、アルコキシ
スチレンモノマーの一部を添加し、加温させたのち、残
りのモノマーを添加して重合させることもできる。
The mixing method is not particularly limited. The alkoxystyrene monomer may be dissolved in a hydrocarbon solvent containing a Lewis base, and an anionic polymerization initiator may be added thereto. The anionic polymerization initiator may be dissolved in the hydrocarbon solvent present, and the alkoxystyrene monomer may be added thereto. In addition, an anionic polymerization initiator was dissolved in a hydrocarbon solvent in which a Lewis base was present, and a portion of the alkoxystyrene monomer was added at a temperature lower than the polymerization initiation temperature, and after heating, the remaining monomers were added. To polymerize.

【0026】重合工程において、加温の温度、すなわち
重合温度は、重合開始温度以上であれば特に制限はな
く、反応時間との関係で、最適化される。具体的には、
たとえば、n−ブチルリチウムであれば、−50℃以上
の温度、好ましくは−20℃以上の温度まで加温し重合
を行わせる。−50℃より低い温度では重合体の収率が
悪くなる。
In the polymerization step, the heating temperature, that is, the polymerization temperature is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the polymerization initiation temperature, and is optimized in relation to the reaction time. In particular,
For example, in the case of n-butyllithium, the polymerization is carried out by heating to a temperature of -50C or higher, preferably -20C or higher. If the temperature is lower than −50 ° C., the yield of the polymer will be poor.

【0027】アルコキシスチレンモノマーの濃度は、ル
イス塩基を含有する炭化水素溶媒に対して1重量%以上
50重量%以下、好ましくは5重量%以上40重量%以
下である。50重量%を超えると、溶液粘度が増大し、
副反応が生じ易くなり、1重量%より少ないと、生産性
が低下するからである。
The concentration of the alkoxystyrene monomer is 1% by weight or more and 50% by weight or less, preferably 5% by weight or more and 40% by weight or less based on the hydrocarbon solvent containing the Lewis base. If it exceeds 50% by weight, the solution viscosity increases,
This is because a side reaction easily occurs, and if the amount is less than 1% by weight, productivity is reduced.

【0028】また、水分、酸素等との反応を防止するた
めに、重合は高真空下あるいは高純度の窒素ガス、アル
ゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で行うことが望まし
い。
In order to prevent the reaction with moisture, oxygen and the like, the polymerization is preferably carried out under a high vacuum or in an inert gas atmosphere such as a high-purity nitrogen gas or argon gas.

【0029】重合の停止は水、メチルアルコール、エチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール等の一般的な停
止剤を反応系に添加すればよい。停止剤を添加するとア
ルコキシスチリルアニオンに起因する重合体溶液の紅茶
色が一瞬にして消失するので停止したことが容易にわか
る。さらに、ジクロロシラン、テトラクロロシランなど
の多官能カップリング剤を使用すれば重合の停止と同時
に重合体鎖の延長、分岐重合体の形成などをおこなうこ
ともできる。
The termination of the polymerization may be effected by adding a general terminator such as water, methyl alcohol, ethyl alcohol or isopropyl alcohol to the reaction system. When the terminator is added, the black color of the polymer solution caused by the alkoxystyryl anion disappears instantaneously, so that it is easily understood that the polymer solution is stopped. Furthermore, if a polyfunctional coupling agent such as dichlorosilane or tetrachlorosilane is used, the polymerization can be stopped, and at the same time, the polymer chain can be extended and a branched polymer can be formed.

【0030】重合反応停止後の重合体溶液はメチルアル
コール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等
のモノマーは溶解するが重合体は溶解しにくい溶剤中に
あけ、重合体を析出させて分離することができる。この
操作の前に、停止後の重合体溶液をイオン交換水あるい
は蒸留水等で洗浄し、微量のイオン性物質を除去するこ
ともできる。
After termination of the polymerization reaction, the polymer solution can be dissolved in a solvent in which monomers such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol are dissolved but the polymer is hardly dissolved, and the polymer can be separated by precipitation. Prior to this operation, the stopped polymer solution may be washed with ion-exchanged water or distilled water to remove trace amounts of ionic substances.

【0031】本発明のもう一つの特徴は、上記のように
重合させたアルコキシスチレンが理想的なリビング重合
体になっていることを利用してブロック共重合体を作製
することにある。すなわち、アルコキシスチレンモノマ
ーを、上記方法により重合させた後、重合の停止を行わ
ないで、二番目のモノマーを添加してブロック共重合体
を作製することにある。アルコキシスチレンモノマーと
共重合可能なモノマーとしては、1,3ブタジエン、イ
ソプレンのごとき共役ジエン類、スチレン、α−メチル
スチレン、p−メチルスチレン、p−ブチルスチレンな
どのビニル芳香族化合物類、(メタ)アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブ
チルなどの(メタ)アクリル酸エステル類があげられ
る。
Another feature of the present invention is that a block copolymer is prepared by utilizing the fact that the alkoxystyrene polymerized as described above is an ideal living polymer. That is, after the alkoxystyrene monomer is polymerized by the above-described method, the second monomer is added without stopping the polymerization to produce a block copolymer. Examples of monomers copolymerizable with the alkoxystyrene monomer include conjugated dienes such as 1,3 butadiene and isoprene, vinyl aromatic compounds such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, and p-butylstyrene; And (meth) acrylates such as methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate.

【0032】本発明のアルコキシスチレン重合体は、上
記製造方法により得られてなるものであり、数平均分子
量で10000以上の重合体を分子量分布がMw/Mn
=1.10以下の極めて狭い分子量分布をもつ重合体で
ある。
The alkoxystyrene polymer of the present invention is obtained by the above-mentioned production method. A polymer having a number average molecular weight of 10,000 or more has a molecular weight distribution of Mw / Mn.
It is a polymer having an extremely narrow molecular weight distribution of = 1.10 or less.

【0033】[0033]

【実施例】【Example】

【0034】(実施例1)p−tert−ブトキシスチ
レンを10重量%の水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、
蒸留水でよく水洗した後、硫酸マグネシウムで予備乾燥
させた。次に、硫酸マグネシウムをろ別し、水素化カル
シウムを加えて減圧蒸留した。このようにして精製した
p−tert−ブトキシスチレン28g(0.16モ
ル)と、同じく水素化カルシウムを加えて還流した後、
減圧蒸留して精製したトルエン150gおよび精製した
テトラヒドロフラン0.60g(8.3×10-3モル)
を窒素雰囲気下で、あらかじめ十分乾燥させた300m
lのガラス製反応容器に入れた。この反応液を攪拌しな
がら−58℃まで冷却し、この中に濃度1.6モル/リ
ットルのn−ブチルリチウムヘキサン溶液(和光純薬社
製)1.2ml(1.9×10-3モル)を注射器で注入
した。この時点では反応液は無色透明であった。次にこ
の反応系を−15℃まで加温したところ、反応液は−5
5℃から−50℃の間で淡黄色に呈色し続いて紅茶色に
変わった。このまま−15℃で3時間反応させた後、メ
タノールを加えて反応を停止させた。メタノールを添加
すると反応液の紅茶色が一瞬にして消失した。この反応
液をイソプロパノールにあけ、白色重合体を析出させ
た。この白色重合体をろ別した後80℃で真空乾燥さ
せ、27gのp−tert−ブトキシスチレン重合体を
得た(収率96%)。GPC溶出曲線から分子量および
分布を求めたとこMn=15000、Mw/Mn=1.
04であり、きわめて単分散性の高いものであった。
(Example 1) p-tert-butoxystyrene was washed with a 10% by weight aqueous solution of sodium hydroxide,
After thoroughly washing with distilled water, it was pre-dried with magnesium sulfate. Next, magnesium sulfate was filtered off, calcium hydride was added, and the mixture was distilled under reduced pressure. After 28 g (0.16 mol) of p-tert-butoxystyrene thus purified and calcium hydride were added and refluxed,
150 g of toluene purified by distillation under reduced pressure and 0.60 g of purified tetrahydrofuran (8.3 × 10 −3 mol)
Was dried sufficiently in advance under a nitrogen atmosphere.
of glass reaction vessels. The reaction solution was cooled to −58 ° C. with stirring, and 1.2 ml (1.9 × 10 −3 mol) of a 1.6 mol / liter n-butyllithium hexane solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto. ) Was injected with a syringe. At this time, the reaction solution was colorless and transparent. Next, when this reaction system was heated to −15 ° C., the reaction solution became −5 ° C.
The color turned pale yellow between 5 ° C and -50 ° C, and subsequently turned black. After the reaction at −15 ° C. for 3 hours, methanol was added to stop the reaction. When methanol was added, the black color of the reaction solution disappeared instantaneously. The reaction solution was poured into isopropanol to precipitate a white polymer. The white polymer was filtered off and dried in vacuum at 80 ° C. to obtain 27 g of a p-tert-butoxystyrene polymer (yield 96%). The molecular weight and distribution were determined from the GPC elution curve. Mn = 15000, Mw / Mn = 1.
04, which was extremely high in monodispersity.

【0035】(実施例2)実施例1と同様に、精製乾燥
したトルエン150gおよびテトラヒドロフラン0.6
0g(8.3×10-3モル)を500mlのガラス製反
応容器に入れた。攪拌しながらこの反応系を−78℃ま
で冷却し、1.6モル/リットルのn−ブチルリチウム
ヘキサン溶液(和光純薬社製)1.2ml(1.9×1
-3モル)を反応系に注射器で注入した。続いて実施例
1と同様に精製したp−tert−ブトキシスチレン5
g(2.8×10-2モル)を注射器で注入した。この時
点では反応系は無色透明であった。次にこの反応系を−
40℃まで加温したところ、反応液は−55℃から−5
0℃の間で淡黄色に呈色し続いて紅茶色になった。−4
0℃に保持したまま、追加のp−tert−ブトキシス
チレン20g(0.11モル)を1時間かけて滴下し
た。滴下終了後、−15℃でさらに3時間反応させた
後、メタノールを加えて反応を停止させた。この反応液
を200gのイオン交換水で洗浄した後、トルエン層を
イソプロパノール中にあけ白色重合体を析出させた。こ
の白色重合体をろ別した後80℃で真空乾燥させ、24
gのp−tert−ブトキシスチレン重合体を得た(収
率96%)。GPC溶出曲線から分子量および分布を求
めたところMn=13000、Mw/Mn=1.06で
あり、きわめて単分散性の高いものであった。
(Example 2) As in Example 1, 150 g of purified and dried toluene and 0.6 g of tetrahydrofuran were used.
0 g (8.3 × 10 −3 mol) was placed in a 500 ml glass reaction vessel. The reaction system was cooled to −78 ° C. with stirring, and 1.2 ml of a 1.6 mol / l n-butyllithium hexane solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (1.9 × 1)
0 -3 mol) was injected into the reaction system with a syringe. Subsequently, p-tert-butoxystyrene 5 purified in the same manner as in Example 1
g (2.8 × 10 -2 mol) was injected with a syringe. At this time, the reaction system was colorless and transparent. Next, this reaction system is
When heated to 40 ° C., the reaction solution was changed from −55 ° C. to −5 ° C.
The color turned pale yellow at 0 ° C., and then turned black. -4
While maintaining the temperature at 0 ° C, an additional 20 g (0.11 mol) of p-tert-butoxystyrene was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropwise addition, the reaction was further performed at -15 ° C for 3 hours, and then methanol was added to stop the reaction. After washing the reaction solution with 200 g of ion-exchanged water, the toluene layer was poured into isopropanol to precipitate a white polymer. The white polymer was filtered off and dried in vacuum at 80 ° C.
g of p-tert-butoxystyrene polymer was obtained (96% yield). When the molecular weight and distribution were determined from the GPC elution curve, Mn = 13000 and Mw / Mn = 1.06, which were extremely high in monodispersity.

【0036】(比較例1)1.6モル/リットルのn−
ブチルリチウムヘキサン溶液(和光純薬社製)1.2m
l(1.9×10-3モル)を−78℃で反応系に注入
し、そのまま−78℃で反応させた以外は実施例1と全
く同様に反応させた。この反応液をイソプロパノールに
あけたところ、重合体は析出しなかった。
Comparative Example 1 1.6 mol / liter of n-
Butyllithium hexane solution (Wako Pure Chemical Industries) 1.2m
1 (1.9 × 10 −3 mol) was injected into the reaction system at −78 ° C., and reacted exactly as in Example 1 except that the reaction was carried out at −78 ° C. as it was. When this reaction solution was poured into isopropanol, no polymer was precipitated.

【0037】(比較例2)1.6モル/リットルのn−
ブチルリチウムヘキサン溶液(和光純薬社製)1.2m
l(1.9×10-3モル)を−15℃で反応系に注入
し、そのまま−15℃で反応させた以外は実施例1と全
く同様に反応させたところ、26gのp−tert−ブ
トキシスチレン重合体を得た(収率93%)。GPC溶
出曲線から分子量および分布を求めたとこMn=220
00、Mw/Mn=1.24であり、分子量分布は広い
ものであった。
Comparative Example 2 1.6 mol / liter of n-
Butyllithium hexane solution (Wako Pure Chemical Industries) 1.2m
1 (1.9 × 10 −3 mol) was injected into the reaction system at −15 ° C., and reacted exactly as in Example 1 except that the reaction was carried out at −15 ° C. to obtain 26 g of p-tert- A butoxystyrene polymer was obtained (93% yield). The molecular weight and distribution were determined from the GPC elution curve. Mn = 220
00, Mw / Mn = 1.24, and the molecular weight distribution was broad.

【0038】(比較例3)実施例1と同様にして精製し
たp−tert−ブトキシスチレン28g(0.16モ
ル)と、精製したテトラヒドロフラン150gを窒素雰
囲気下で、あらかじめ十分よく乾燥させた300mlの
ガラス製反応容器に入れた。この反応系を攪拌しながら
−78℃まで冷却し、この中に1.6モル/リットルの
n−ブチルリチウムヘキサン溶液(和光純薬社製)1.
2ml(1.9×10-3モル)を注射器で注入した。こ
の時点で反応液はオレンジ色に変わった。次にこの反応
系を−15℃まで加温し3時間反応させた後、メタノー
ルを加えて反応を停止させた。この反応液をイソプロパ
ノールにあけ、白色重合体を析出させた。この白色重合
体をろ別した後80℃で真空乾燥させ、27gのp−t
ert−ブトキシスチレン重合体を得た(収率96
%)。GPC溶出曲線から分子量および分布を求めたと
ころMn=33000、Mw/Mn=1.89であり、
単分散性の低いものであった。
Comparative Example 3 28 g (0.16 mol) of p-tert-butoxystyrene purified in the same manner as in Example 1 and 150 g of purified tetrahydrofuran were previously thoroughly dried under a nitrogen atmosphere in a 300 ml volume of 300 ml. It was placed in a glass reaction vessel. The reaction system was cooled to −78 ° C. while stirring, and a 1.6 mol / l n-butyllithium hexane solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added thereto.
2 ml (1.9 × 10 −3 mol) were injected with a syringe. At this point, the reaction turned orange. Next, the reaction system was heated to −15 ° C. and reacted for 3 hours, and then methanol was added to stop the reaction. The reaction solution was poured into isopropanol to precipitate a white polymer. The white polymer was filtered off and dried in vacuum at 80 ° C. to obtain 27 g of pt.
tert-butoxystyrene polymer was obtained (yield: 96).
%). When the molecular weight and distribution were determined from the GPC elution curve, Mn was 33,000 and Mw / Mn was 1.89.
Monodispersity was low.

【0039】(比較例4)p−tert−ブトキシスチ
レンを10重量%の水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、
蒸留水でよく水洗した後、硫酸マグネシウムで予備乾燥
させた。次に、硫酸マグネシウムをろ別し、水素化カル
シウムを加えて減圧蒸留した。このようにして精製した
p−tert−ブトキシスチレン28g(0.16モ
ル)と、同じく水素化カルシウムを加えて還流した後、
減圧蒸留して精製したベンゼン150gおよび精製した
テトラヒドロフラン0.60g(8.3×10-3モル)
を窒素雰囲気下で、あらかじめ十分乾燥させた300m
lのガラス製反応容器に入れた。この反応液を攪拌しな
がらベンゼンの融点(5.5℃)に近い7℃まで冷却
し、この中に濃度12重量%のsec−ブチルリチウム
ヘキサン溶液(ケメタジャパン社製)1.6ml(1.
9×10-3モル)を注射器で注入した。このまま7℃で
3時間反応させた後、メタノールを加えて反応を停止さ
せた。メタノールを添加すると反応液の紅茶色が一瞬に
して消失した。この反応液をイソプロパノールにあけ、
白色重合体を析出させた。この白色重合体をろ別した後
80℃で真空乾燥させ、27gのp−tert−ブトキ
シスチレン重合体を得た(収率96%)。GPC溶出曲
線は、鋭いピークの他に、いくつかのピークが存在して
おり、得られたポリマーは多分散性であることが分かっ
た。GPC溶出曲線から分子量および分布を求めたとこ
Mn=38000で、{モノマー量(モル)/開始剤量
(モル)}×(モノマーの分子量)から計算される分子
量より大きかった。このように、ベンゼン中で、sec
−ブチルリチウムを使用して重合すると理想的なリビン
グ重合にはならなかった。
Comparative Example 4 p-tert-butoxystyrene was washed with a 10% by weight aqueous solution of sodium hydroxide.
After thoroughly washing with distilled water, it was pre-dried with magnesium sulfate. Next, magnesium sulfate was filtered off, calcium hydride was added, and the mixture was distilled under reduced pressure. After 28 g (0.16 mol) of p-tert-butoxystyrene thus purified and calcium hydride were added and refluxed,
150 g of benzene purified by distillation under reduced pressure and 0.60 g of purified tetrahydrofuran (8.3 × 10 −3 mol)
Was dried sufficiently in advance under a nitrogen atmosphere.
of glass reaction vessels. The reaction solution was cooled to 7 ° C. close to the melting point of benzene (5.5 ° C.) while stirring, and 1.6 ml (1%) of a 12% by weight sec-butyllithium hexane solution (manufactured by Kemeta Japan) was added thereto. .
9 × 10 −3 mol) was injected with a syringe. After the reaction was continued at 7 ° C. for 3 hours, methanol was added to stop the reaction. When methanol was added, the black color of the reaction solution disappeared instantaneously. This reaction solution is poured into isopropanol,
A white polymer was precipitated. The white polymer was filtered off and dried in vacuum at 80 ° C. to obtain 27 g of a p-tert-butoxystyrene polymer (yield 96%). The GPC elution curve had several peaks in addition to the sharp peak, indicating that the obtained polymer was polydisperse. The molecular weight and distribution obtained from the GPC elution curve were Mn = 38000, which was larger than the molecular weight calculated from {monomer amount (mol) / initiator amount (mol)} × (monomer molecular weight). Thus, in benzene,
Polymerization using -butyllithium did not result in an ideal living polymerization.

【0040】(実施例3)実施例1と同様にして精製し
たp−tert−ブトキシスチレン28g(0.16モ
ル)、トルエン150gおよびテトラヒドロフラン0.
60g(8.3×10-3モル)を窒素雰囲気下で、あら
かじめ十分乾燥させた300mlのガラス製反応容器に
入れた。この反応系を攪拌しながら−58℃まで冷却
し、この中に1.6モル/リットルのn−ブチルリチウ
ムヘキサン溶液(和光純薬社製)1.2ml(1.9×
10-3モル)を注射器で注入した。この時点では反応液
は無色透明であった。次にこの反応系を−15℃まで加
温したところ、反応液は−55℃から−50℃の間で淡
黄色に呈色し続いて紅茶色に変わった。このまま−15
℃で3時間反応させた後、一旦、−58℃まで下げ、こ
の中に精製したスチレンモノマー17g(0.16モ
ル)を入れ再び−15℃で3時間反応させた。反応終了
後、メタノールを加えて反応を停止させた。メタノール
を添加すると反応液の紅茶色が一瞬にして消失した。こ
の反応液をイソプロパノールにあけ、白色重合体を析出
させた。この白色重合体をろ別した後80℃で真空乾燥
させ、44gのp−tert−ブトキシスチレンとスチ
レンからなるブロック重合体を得た(収率98%)。G
PC溶出曲線から分子量および分布を求めたところMn
=24000、Mw/Mn=1.09であり、きわめて
単分散性の高いものであった。
Example 3 28 g (0.16 mol) of p-tert-butoxystyrene purified in the same manner as in Example 1, 150 g of toluene and 0.1 g of tetrahydrofuran.
60 g (8.3 × 10 -3 mol) was placed in a 300 ml glass reaction vessel which had been sufficiently dried in advance under a nitrogen atmosphere. The reaction system was cooled to −58 ° C. with stirring, and 1.2 ml of a 1.6 mol / liter n-butyllithium hexane solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (1.9 ×
10 -3 mol) was injected with a syringe. At this time, the reaction solution was colorless and transparent. Next, when this reaction system was heated to −15 ° C., the reaction solution turned pale yellow between −55 ° C. and −50 ° C., and subsequently turned black. -15
After the reaction at 3 ° C. for 3 hours, the temperature was once lowered to −58 ° C., and 17 g (0.16 mol) of the purified styrene monomer was added thereto and reacted again at −15 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction was stopped by adding methanol. When methanol was added, the black color of the reaction solution disappeared instantaneously. The reaction solution was poured into isopropanol to precipitate a white polymer. The white polymer was filtered off and dried in vacuo at 80 ° C. to obtain 44 g of a block polymer composed of p-tert-butoxystyrene and styrene (yield 98%). G
When the molecular weight and distribution were determined from the PC elution curve, Mn was obtained.
= 24000 and Mw / Mn = 1.09, which were extremely monodisperse.

【0041】(比較例5)1. 6モル/リットルのn
−ブチルリチウムヘキサン溶液(和光純薬社製)1.2
ml(1.9×10-3モル)を−15℃で反応系に注入
し、そのまま−15℃で反応させた以外は実施例3と全
く同様に反応させたところ、32gのp−tert−ブ
トキシスチレン重合体スチレンブロック共重合体を得た
(収率71%)。GPC溶出曲線から分子量および分布
を求めたとこMn=42000、Mw/Mn=1.28
であり、分子量分布は広いものであった。
Comparative Example 5 6 mol / liter n
-Butyl lithium hexane solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 1.2
ml (1.9 × 10 −3 mol) was injected into the reaction system at −15 ° C., and reacted exactly as in Example 3 except that the reaction was carried out at −15 ° C., and 32 g of p-tert- A butoxystyrene polymer styrene block copolymer was obtained (yield 71%). The molecular weight and distribution were determined from the GPC elution curve. Mn = 42000, Mw / Mn = 1.28
And the molecular weight distribution was broad.

【0042】以上の実施例と比較例の結果を分子量(数
平均分子量Mn)の設計値とともに表1に示す。
The results of the above Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 together with design values of molecular weight (number average molecular weight Mn).

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】実施例1、2から、本発明の製造方法によ
れば、理想的なアニオンリビング重合を行うことがで
き、数平均分子量で10000以上であり、分子量分布
がMw/Mn=1.10以下の狭い分子量分布をもつア
ルコキシスチレン重合体を高収率で製造できることが分
かる。また、その製造方法においては、n−ブチルリチ
ウムを使用できることが分かる。一方、重合開始温度未
満の温度(n−ブチルリチウムの場合は−78℃)のま
までは、重合反応は全く進行せず(比較例1)、重合開
始温度以上の温度で、アルコキシスチレンとアニオン重
合開始剤を混合した場合には、分子量分布が拡がってし
まい(比較例2)、反応溶媒を極性溶媒であるTHFの
みにした場合は、単分散性が低下する(比較例3)。ま
た、特公昭63−36602号公報にあるように、ベン
ゼン中で、sec−ブチルリチウムを使用して重合する
と、理想的なリビング重合にはならず、多分散性であっ
た(比較例4)。
From Examples 1 and 2, according to the production method of the present invention, ideal anion living polymerization can be carried out, the number average molecular weight is 10,000 or more, and the molecular weight distribution is Mw / Mn = 1.10. It can be seen that an alkoxystyrene polymer having the following narrow molecular weight distribution can be produced in high yield. Further, it can be seen that n-butyllithium can be used in the manufacturing method. On the other hand, if the temperature is lower than the polymerization initiation temperature (-78 ° C. in the case of n-butyllithium), the polymerization reaction does not proceed at all (Comparative Example 1). When the initiator is mixed, the molecular weight distribution is widened (Comparative Example 2), and when the reaction solvent is only THF which is a polar solvent, the monodispersity is reduced (Comparative Example 3). In addition, as described in JP-B-63-36602, polymerization using sec-butyllithium in benzene did not result in an ideal living polymerization and was polydisperse (Comparative Example 4). .

【0045】実施例3から、本発明の製造方法によれ
ば、アルコキシスチレンリビング重合体に他のモノマー
を添加することで、分子量分布がMw/Mn=1.10
以下の狭い分子量分布をもつブロック共重合体を高収率
で製造できることが分かる。一方、重合開始温度以上の
温度で、アルコキシスチレンとアニオン重合開始剤を混
合した場合には、分子量分布が拡がってしまうことが分
かる(比較例5)。
From Example 3, according to the production method of the present invention, by adding another monomer to the alkoxystyrene living polymer, the molecular weight distribution becomes Mw / Mn = 1.10.
It can be seen that a block copolymer having the following narrow molecular weight distribution can be produced in high yield. On the other hand, when the alkoxystyrene and the anionic polymerization initiator were mixed at a temperature equal to or higher than the polymerization initiation temperature, it was found that the molecular weight distribution was expanded (Comparative Example 5).

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のアルコキシスチレン重合体の製
造方法は、理想的なリビングアニオン重合であり、数平
均分子量で10000以上の重合体を分子量分布がMw
/Mn=1.10以下の極めて狭い分子量分布をもつ重
合体として、高収率で製造することができる。すなわ
ち、本発明の製造方法はきわめて高いリビング性を有し
ており、製造しようとする重合体の分子量あるいはブロ
ック共重合体の各セグメントの分子量を{モノマー量
(モル)/開始剤量(モル)} ×(モノマーの分子
量)で計算される分子量に制御できる。したがって、本
発明の製造方法によれば、高い精度で所望の分子量をも
つ重合体を作製することができる。また、使用する重合
開始剤としては、アニオン重合で一般に使用されている
n−ブチルリチウムを使用することができ、価格と取り
扱いの面で欠点をもつsec−ブチルリチウムを使う必
要が無い。また、本発明はあらかじめ開始剤を溶解させ
た反応液にモノマーを滴下しながら反応を進行させる方
法だけでなく、あらかじめモノマーを溶解させた反応液
に開始剤を投入して一気に反応させる方法も適用できる
ので、反応を短時間で完結することができる。さらに、
本発明の製造方法では、モノマーを消費した後も重合活
性を持ついわゆるリビング重合体ができるので、他のモ
ノマーを反応系に追加投入してブロック重合体を容易に
作製することができる。
The method for producing an alkoxystyrene polymer of the present invention is an ideal living anionic polymerization, and a polymer having a number average molecular weight of 10,000 or more has a molecular weight distribution of Mw.
A polymer having an extremely narrow molecular weight distribution of /Mn=1.10 or less can be produced in high yield. That is, the production method of the present invention has a very high living property, and the molecular weight of the polymer to be produced or the molecular weight of each segment of the block copolymer is calculated by the following formula: (monomer amount (mol) / initiator amount (mol)) It can be controlled to the molecular weight calculated by} × (molecular weight of monomer). Therefore, according to the production method of the present invention, a polymer having a desired molecular weight can be produced with high accuracy. Further, as a polymerization initiator to be used, n-butyllithium generally used in anionic polymerization can be used, and it is not necessary to use sec-butyllithium which has a disadvantage in terms of cost and handling. In addition, the present invention applies not only a method in which a reaction is allowed to proceed while dropping a monomer into a reaction solution in which an initiator is dissolved in advance, but also a method in which an initiator is charged into a reaction solution in which a monomer is dissolved in advance and reacted at a stroke. As a result, the reaction can be completed in a short time. further,
In the production method of the present invention, a so-called living polymer having polymerization activity even after the consumption of the monomer is produced, so that the block polymer can be easily produced by additionally introducing another monomer into the reaction system.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重合開始温度未満の温度で、ルイス塩基
を含有する炭化水素溶媒中、アルコキシスチレンとアニ
オン重合開始剤を混合する工程と、該混合物を加温して
重合させる工程とを有することを特徴とするアルコキシ
スチレン重合体の製造方法。
1. A method comprising: mixing an alkoxystyrene and an anionic polymerization initiator in a hydrocarbon solvent containing a Lewis base at a temperature lower than the polymerization initiation temperature; and heating the mixture to polymerize the mixture. A method for producing an alkoxystyrene polymer, comprising:
【請求項2】 前記混合物を加温して重合する工程の後
に、他のモノマーを追加して、ブロック共重合を行うこ
とを特徴とする請求項1に記載のアルコキシスチレン重
合体の製造方法。
2. The method for producing an alkoxystyrene polymer according to claim 1, wherein after the step of heating and polymerizing the mixture, another monomer is added to perform block copolymerization.
【請求項3】 前記ルイス塩基が、テトラヒドロフラン
であることを特徴とする請求項1または2に記載のアル
コキシスチレン重合体の製造方法。
3. The method for producing an alkoxystyrene polymer according to claim 1, wherein the Lewis base is tetrahydrofuran.
【請求項4】 前記ルイス塩基の添加量が、溶媒に対
し、0.1〜10重量%であることを特徴とする請求項
1から3までのいずれか一項に記載のアルコキシスチレ
ン重合体の製造方法。
4. The alkoxystyrene polymer according to claim 1, wherein the amount of the Lewis base added is 0.1 to 10% by weight based on the solvent. Production method.
【請求項5】 前記アニオン重合開始剤が、n−ブチル
リチウムであることを特徴とする請求項1から4までの
いずれか一項に記載のアルコキシスチレン重合体の製造
方法。
5. The method for producing an alkoxystyrene polymer according to claim 1, wherein the anionic polymerization initiator is n-butyllithium.
【請求項6】 前記アニオン重合開始剤が、n−ブチル
リチウムであり、−55℃以下の温度でアルコキシスチ
レンとn−ブチルリチウムとを混合することを特徴とす
る請求項5に記載のアルコキシスチレン重合体の製造方
法。
6. The alkoxystyrene according to claim 5, wherein the anionic polymerization initiator is n-butyllithium, and the alkoxystyrene and n-butyllithium are mixed at a temperature of -55 ° C. or lower. A method for producing a polymer.
【請求項7】 前記混合物を加温して重合させる工程に
おいて、該重合を−50℃以上の温度で行うことを特徴
とする請求項1から6までのいずれか一項に記載のアル
コキシスチレン重合体の製造方法。
7. The alkoxystyrene polymer according to claim 1, wherein, in the step of heating and polymerizing the mixture, the polymerization is carried out at a temperature of −50 ° C. or more. Manufacturing method of coalescence.
【請求項8】 得られるアルコキシスチレン重合体の数
平均分子量が10000以上であることを特徴とする請
求項1から7までのいずれか一項に記載のアルコキシス
チレン重合体の製造方法。
8. The method for producing an alkoxystyrene polymer according to any one of claims 1 to 7, wherein the number average molecular weight of the obtained alkoxystyrene polymer is 10,000 or more.
【請求項9】 請求項1から8までのいずれか一項に記
載のアルコキシスチレン重合体の製造方法により得られ
てなることを特徴とするアルコキシスチレン重合体。
9. An alkoxystyrene polymer obtained by the method for producing an alkoxystyrene polymer according to any one of claims 1 to 8.
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