JPH11255829A - 含フッ素アクリル酸エステル重合体およびその製造方法 - Google Patents

含フッ素アクリル酸エステル重合体およびその製造方法

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JPH11255829A
JPH11255829A JP5851498A JP5851498A JPH11255829A JP H11255829 A JPH11255829 A JP H11255829A JP 5851498 A JP5851498 A JP 5851498A JP 5851498 A JP5851498 A JP 5851498A JP H11255829 A JPH11255829 A JP H11255829A
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JP
Japan
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formula
polymer
fluorine
group
syndiotacticity
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Application number
JP5851498A
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English (en)
Inventor
Hajime Yasuda
源 安田
Kimiaki Kashiwagi
王明 柏木
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】立体規則性が制御され、高いシンジオタクチシ
ティを有する含フッ素アクリル酸エステル重合体の製造
方法の提供。 【解決手段】CY12 =CXCOO−Q−Rf で表さ
れる含フッ素アクリル酸エステルを含む重合性単量体
を、希土類金属を活性中心とする金属錯体触媒の存在下
に重合する。ただし、Rf は炭素数1〜12のポリフル
オロアルキル基、XはHまたはCH3 等、Qは2価有機
基、Y1 、Y2 はHまたはF。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、含フッ素アクリル
酸エステル重合体の製造方法、および特定のシンジオタ
クチシティおよび特定の分子量を有する新規な含フッ素
アクリル酸エステル重合体に関する。
【0002】
【従来の技術】含フッ素アクリル酸エステル重合体は、
含フッ素アクリル酸エステルのホモ重合体または共重合
体、または含フッ素アクリル酸エステルと他のモノマー
との共重合体として、撥水撥油剤または光ファイバ用材
料等に用いられる。
【0003】含フッ素アクリル酸エステルの重合は、一
般にアゾイソブチロニトリル(AIBN)やジイソプロ
ピルペルオキシジカーボネート(IPP)などのラジカ
ル重合開始剤を用いてラジカル重合することにより行わ
れる。
【0004】一般的に立体規則性の制御を行う重合とし
ては、イオン重合法が知られており、含フッ素アクリル
酸エステルをLiZnC49 (C252 等のアー
ト錯体や有機アルミニウム錯体を用いて重合させた例
(J.Fluorine Chem.,61,239 (1993)、特開平3−103
409)が報告されている。
【0005】また、非フッ素系のアクリル酸エステルモ
ノマーの重合を、希土類錯体触媒を用いて実施すること
により、分子量分布の制御や立体構造の選択性の制御を
行った例が報告されている(J.Am.Chem.Soc.,114,4908(1
992), Macromolecules,26,7134(1993),Macromolecules,
28,7886(1995) ) 。また、希土類錯体触媒として希土類
金属を活性中心として有するメタロセン型触媒を用い
て、分子量分布や立体規則性が制御されたメタクリル酸
メチルやアクリル酸メチル等の重合体を製造した例が記
載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】立体規則性が制御さ
れ、シンジオタクチシティが高い含フッ素アクリル酸エ
ステル重合体は、側鎖が規則的に並ぶことから、撥水撥
油性の向上、樹脂として用いた場合の耐熱性、耐薬品性
の向上、およびポリマー強度の向上などの効果が期待で
きる。しかし、従来のラジカル重合法では、立体規則性
を制御することは困難であり、目的の重合体は得られな
かった。また、従来のイオン重合方法を用いて、重合体
を製造した場合、重合中のイオン種の失活により分子量
を充分に上げられない欠点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、今まで提
供されていなかった優れた物性を有する含フッ素アクリ
ル酸エステル重合体を提供すべく種々検討を行った。そ
の結果、これまでに未検討であった特定の金属錯体触媒
を用いて、含フッ素アクリル酸エステルを重合したとこ
ろ、優れた重合体が得られることを見いだし、本発明に
至った。
【0008】すなわち、本発明は、下式1で表される含
フッ素アクリル酸エステルを含む重合性単量体を、希土
類金属を活性中心とする金属錯体触媒の存在下に重合す
ることを特徴とする含フッ素アクリル酸エステル重合体
の製造方法を提供する。 CY12 =CXCOO−Q−Rf ・・・式1 ただし、式1中の記号は、以下の意味を示す。 Rf :炭素数1〜12のポリフルオロアルキル基。 Q:2価有機基。 X:水素原子、フッ素原子、メチル基、またはトリフル
オロメチル基。 Y1 、Y2 :相互に独立して、水素原子またはフッ素原
子。 また、本発明は、式1で表される含フッ素アクリル酸エ
ステルの重合した単位の1種以上からなり、分子量が2
000以上であり、シンジオタクチシティが50%以上
であることを特徴とする含フッ素アクリル酸エステル重
合体を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明における式1で表される含
フッ素アクリル酸エステルにおいて、Rf は炭素数1〜
12のポリフルオロアルキル基を示す。ポリフルオロア
ルキル基(以下Rf 基と記載する。)とは、アルキル基
の水素原子の2個以上がフッ素原子に置換された基をい
う。
【0010】Rf 基は直鎖構造であっても分岐構造であ
ってもよく、直鎖構造であるのが好ましい。分岐構造で
ある場合には、分岐部分が炭素数1〜3程度であり、か
つRf の末端部分に存在するのが好ましい。Rf 基の末
端部分の構造は、(CF32 CF−、CF3 −、CF
2 H−、またはCFH2 −等が挙げられ、CF3 −が好
ましい。Rf 基中にはフッ素原子以外の他のハロゲン原
子(例えば塩素原子)を含んでいてもよく、Rf 基の炭
素−炭素結合間にはエーテル性酸素原子が挿入されてい
てもよい。
【0011】Rf 基中のフッ素原子数は、[(Rf 基中
に存在するフッ素原子数)/(Rf基に対応する同一炭
素数の対応するアルキル基中に存在する水素原子数)]
×100%で表現した場合に、60%以上が好ましく、
特に80%以上が好ましい。また、Rf 基中には、水素
原子や塩素原子が存在していてもよい。またRf 基の炭
素−炭素結合間にはエーテル性の酸素原子が挿入されて
いてもよい。
【0012】さらに、Rf 基は、アルキル基の水素原子
の実質的に全てがフッ素原子に置換された基であるペル
フルオロアルキル基が好ましい。ペルフルオロ基は直鎖
構造または分岐構造であり、直鎖構造が好ましい。ペル
フルオロルキル基の炭素−炭素原子間にはエーテル性酸
素原子が挿入されていてもよい。ペルフルオロアルキル
基としては、F(CF2x −(xは1〜13であり、
1または4〜8が好ましい。)で表される基が好まし
い。
【0013】Rf 基の具体例としては、以下の基が挙げ
られる。CF3 −、F(CF22 −、F(CF23
−、(CF32 CF−、F(CF24 −、(CF
32 CFCF2 −、F(CF26 −、(CF32
CF(CF23 −、F(CF28 −、(CF32
CF(CF25 −、F(CF210−、(CF32
CF(CF27 −、F(CF212−、(CF32
CF(CF29 −、H(CF22 −、H(CF2
4 −、H(CF26 −、H(CF28 −、H(CF
210−、FCH2 CF2 −、FCH2 (CF23
−、FCH2 (CF25 −。
【0014】Qとしては2価炭化水素基が好ましく、特
に−(CH2n −または−CH(CH3 )(CH2
n −が好ましく、とりわけ−(CH2n −が好まし
い。ただし、nは1〜4の整数であり、1〜3が好まし
い。Xは水素原子、フッ素原子、メチル基、またはトリ
フルオロメチル基を示し、水素原子またはメチル基が好
ましく、特にメチル基が好ましい。Y1 およびY2 は同
一であっても異なっていてもよく、同一であるのが好ま
しい。Y1 およびY2 は、それぞれ、水素原子またはフ
ッ素原子を示し、重合時の反応性の点からは水素原子が
好ましく、耐熱性等の物性の点からはフッ素原子が好ま
しい。
【0015】式1で表される含フッ素アクリル酸エステ
ルの具体例としては、下記化合物が挙げられる。なお、
以下においてアクリレートとメタクリレートとを総称し
て(メタ)アクリレートという。2,2,2−トリフル
オロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,
4,4,4−ヘプタフルオロブチル(メタ)アクリレー
ト、1,1−ビス(トリフルオロメチル)メチル(メ
タ)アクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフ
ルオロブチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフルオ
ロブチル)エチル(メタ)アクリレート、2−(ペルフ
ルオロオクチル)エチル(メタ)アクリレート、3−
(ペルフルオロブチル)プロピル(メタ)アクリレー
ト、3−(ペルフルオロオクチル)プロピル(メタ)ア
クリレート。
【0016】本発明における含フッ素アクリル酸エステ
ル重合体は、含フッ素アクリル酸エステル(式1)を重
合させた単位、すなわち、下式1aで表される重合単位
を必須とする重合体である。ただし、式1a中の記号の
意味は、式1における意味と同じである。
【0017】
【化1】 −[CY12 −CX(COO−Q−Rf )]−・・・式1a
【0018】本発明の含フッ素アクリル酸エステル重合
体は、含フッ素アクリル酸エステル(式1)の重合した
単位の1種のみからなる重合体(以下、ホモ重合体とも
いう。)、含フッ素アクリル酸エステル(式1)の重合
した単位の2種以上からなる共重合体(以下、FA共重
合体ともいう)、含フッ素アクリル酸エステル(式1)
の重合した単位の1種以上と、他の重合性単量体の重合
した単位の1種以上からなる重合体(以下、単に共重合
体ともいう。)が挙げられ、ホモ重合体またはFA共重
合体が好ましく、特にホモ重合体が好ましい。FA共重
合体、共重合体はブロック重合体であってもランダム重
合体であってもよい。
【0019】共重合体における他の重合性単量体として
は、含フッ素アクリル酸エステル以外のモノマーであ
り、他の重合性単量体としては、アルキル(メタ)アク
リレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メ
タ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート
等]、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、無水マレイ
ン酸、マレイン酸エステル[マレイン酸ジエチル、マレ
イン酸ジオクチル等]、塩化ビニル、オレフィン[エチ
レン、プロピレン等]、アルキルビニルエーテル[エチ
ルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等]が好ま
しい。共重合体中の他の重合性単量体の割合は10〜5
0重量%が好ましい。
【0020】本発明の含フッ素アクリル酸エステル重合
体は、含フッ素アクリル酸エステル(式1)を含む重合
性単量体を、希土類金属を活性中心とする金属錯体触媒
の存在下に重合することにより合成できる。希土類金属
とは、Sc、Y、ランタノイド、またはアクチノイド等
の13族金属をいう。活性中心とは、含フッ素アクリル
酸エステルに配位または結合して直接重合反応を開始す
る部位をいう。
【0021】本発明の金属錯体触媒としては、いわゆる
メタロセン触媒と呼ばれる触媒を採用するのが好まし
い。メタロセン触媒としては、シクロペンタジエニルと
金属イオンとの錯体、インデニルと金属イオンとの錯
体、フルオレニルと金属イオンとの錯体が挙げられ、シ
クロペンタジエニルと金属イオンとの錯体が好ましい。
【0022】さらに、金属錯体触媒としては、下式2で
表される化合物が好ましい。 Cp1 Cp2r −(R)p ・(L)q ・・・式2 ただし、式2中の記号は、以下の意味を示す。 Cp1 、Cp2 :相互に独立して、非置換のシクロペン
タジエニルまたは置換されたシクロペンタジエニルであ
り、Cp1 とCp2 とは直接にまたは連結基を介して結
合していてもよい。 Mr :r価の希土類金属原子であってrは2〜4の整
数。 R:水素原子または炭素数1〜3の直鎖アルキル基。 L:配位能を有する溶媒。 p、q:pはRの数、qはLの数を示し、それぞれ0〜
2の整数。ただし、r=p+2である。
【0023】式2中のCp1 またはCp2 が置換された
シクロペンタジエニルである場合、置換基としてはメチ
ル基、またはトリメチルシリル基が好ましい。Cp1
たはCp2 中の置換基の数としては3〜5が好ましい。
Cp1 またはCp2 の具体例としては、以下のものが挙
げられる。C55 、C5 (CH35 、C52 (C
33 、C5 (CH2 CH35 、C52 (CH2
CH33 、C52 (CH(CH323 、C5
2(Si (CH333 、C52 (CH(CH32
3 など。
【0024】また、Cp1 とCp2 とは、単結合または
連結基を介して結合していてもよく、連結基を介して結
合しているのが好ましい。連結基としては、−(CH
2n[Si(CH32m −(n、mはそれぞれ、
0〜3の整数であり、(m+n)は1〜3である。)が
好ましく、特にジメチルシリル基(nが0でmが1)、
ジメチレン(nが2でmが0)であるのが好ましい。ま
た、連結基は、エーテル性の酸素原子等のヘテロ原子を
含む連結基であってもよい。
【0025】Mは活性中心となるr価の希土類金属原子
であり、その価数(r)は2、3、または4である。M
は、イットリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、サ
マリウム(Sm)、ルテチウム(Lu)が好ましい。希
土類金属原子の価数は2価または3価が好ましい。R
は、水素原子または炭素数1〜3の直鎖アルキル基であ
り、メチル基が好ましい。Lは配位能を有する溶媒であ
り、ヘテロ原子を含む溶媒が好ましく、エーテル系溶媒
が好ましい。エーテル系溶媒としては、テトラヒドロフ
ラン(THF)、テトラヒドロピラン等の環状エーテル
系溶媒、ジエチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル
等が好ましい。
【0026】式2で表される金属錯体触媒としては、下
式2a、下式2b、または下式2cで表される化合物で
あるのが好ましい。 (Cp*2 SmIII-CH3 ・(THF)・・式2a (Cp*2 YbIII-CH3 ・(THF)・・式2b (Cp*2III-CH3 ・(THF)・・・式2c ただし、上記の式中の記号は以下の意味を示す。 Cp* :1,2,3,4,5−ペンタメチルシクロペン
タジエニル。 THF:テトラヒドロフラン。
【0027】重合反応は、無水かつ無酸素の条件下で行
うのが望ましい。また、重合反応は、窒素、アルゴンな
どの不活性ガス雰囲気下で実施するのが好ましい。ま
た、重合反応は溶媒の存在下で実施するのが好ましい。
溶媒としては非極性溶媒が好ましく、特に、ベンゼン、
トルエン、またはキシレンなどの芳香族系非極性溶媒が
好ましい。重合時の含フッ素アクリル酸エステル量は、
溶媒中に5〜30重量%とするのが好ましい。濃度が5
重量%未満では分子量を充分に大きくできないおそれが
あり、濃度が30%重量超では重合中に系の粘性が上が
り、重合の転化率が下がるおそれがある。
【0028】また、金属錯体触媒量は、含フッ素アクリ
ル酸エステル(式1)に対して0.01〜10モル%が
好ましく、特に0.1〜5モル%が好ましい。重合時の
反応温度は100℃以下が好ましく、特に−78℃〜+
30℃程度が好ましい。低温で重合を行うほど生成する
ポリマーの立体規則性が向上し、シンジオタクチシティ
が向上する傾向がある。
【0029】本発明の含フッ素アクリル酸エステル重合
体は、含フッ素アクリル酸エステル(式1)の1種以上
が重合した単位が直鎖に連なる直鎖構造の含フッ素アク
リル酸エステル重合体であるのが好ましい。すなわち、
本発明の含フッ素アクリル酸エステル重合体は、含フッ
素アクリル酸エステル(式1)の重合した単位の1種か
らなるホモ重合体、または、含フッ素アクリル酸エステ
ル(式1)の重合した単位の2種以上からなるFA共重
合体であるのが好ましい。該重合体は、含フッ素アクリ
ル酸エステル(式1)の1種以上からなる重合性単量体
を、希土類金属を活性中心とする金属錯体触媒の存在下
に重合することにより得られる。
【0030】さらに、本発明の含フッ素アクリル酸エス
テル重合体は、シンジオタクチシティが50%以上であ
るのが好ましい。シンジオタクチシティが50%以上で
あることにより、重合体のガラス転移点(Tg )がはる
かに高くなり、耐熱性も良好になる。また、シンジオタ
クチシティは70%以上が好ましい。希土類金属を活性
中心とする金属錯体触媒の存在下に重合することにより
得られる含フッ素アクリル酸エステル重合体は、シンジ
オタクチシティが50%以上になりうる。
【0031】一般に、シンジオタクチシティとは以下の
ように説明される。すなわち、鎖状重合体分子の主鎖を
形成する繰り返し単位の炭素原子に2種の異なる原子ま
たは原子団(置換基)が結合しているときは、この炭素
原子を中心にして立体異性が生じる。このとき任意の繰
り返し単位において、主鎖に沿って隣の単位が常に反対
の立体配置を採る場合をシンジオタクチックといい、ポ
リマー鎖中の全立体配置の中のシンジオタクチックな部
分の割合をシンジオタクチシティという。
【0032】また、主鎖に沿って隣の単位が常に同じの
立体配置を採る場合をアイソタクチックといい、ポリマ
ー鎖中の全立体配置の中のアイソタクチックな部分の割
合をアイソタクチシティという。また、主鎖に沿って隣
の単位の立体配置が任意である場合をアタクチックとい
い、ポリマー鎖中の全立体配置の中のアタクチックな部
分の割合をアタクチシティという。
【0033】シンジオタクチシティは、ポリマーの立体
規則性を表す指標である。本発明におけるシンジオタク
チシティの値は、重合体を構成する単量体由来の重合単
位の全量のうち、シンジオタクチックなトリアドの重合
単位の割合をモル%で表した値をいう。なお、本明細書
において、トリアドとは、重合体の繰り返し単位の3つ
からなる連鎖をいう。3つの繰り返し単位のカルボニル
基のα−炭素(不斉炭素)の立体配置の一方をd、他方
をlと表現した場合、dddまたはlllで連なる連鎖
をアイソタクチックなトリアド、dldまたはldlで
連なる連鎖をシンジオタクチックなトリアド、ddl、
lld、dll、lddで連なる連鎖をヘテロタクチッ
クなトリアドという。
【0034】シンジオタクチシティは、核磁気共鳴スペ
クトル(NMR)法により求めうる。すなわち、本発明
の重合体を該重合体を溶解しうる重水素化溶媒で溶解ま
たは膨潤させ、 1H−NMR法または13C−NMR法に
より測定し、シンジオタクチシティ、アイソタクチシテ
ィ、アタクチシティを反映するシグナルの積分値を測定
し、これらの比を求めることにより測定できる。本発明
の重合体が重水素化溶媒に難溶性である場合には、必要
に応じた重水素化溶媒または重水素化されていない溶媒
を追加してもよい。重水素化されていない溶媒を用いる
場合にはNMRの測定に影響を及ぼさない原子を含む溶
媒を選択するのが好ましく、例えば、 1H−NMRスペ
クトルデータに影響をおよぼさないトリクロロトリフル
オロエタン(R−113)、ペルフルオロベンゼン、ペ
ルフルオロトリブチルアミン、ペルフルオロヘキサン等
のハロゲン化物溶媒が挙げられる。
【0035】NMRにおける測定核の選択は、重合体の
スペクトルパターンに応じて適宜変更される。基本的に
は、 1H−NMRスペクトルによるのが好ましく、 1
−NMRデータにおける必要なピークが、他の不要なピ
ークと重なる場合または 1H−NMRでは測定できない
場合、には、13C−NMRスペクトルによるのが好まし
い。
【0036】具体的には、含フッ素アクリル酸エステル
(式1)のカルボニル基のα−炭素に結合する置換基X
が水素原子またはメチル基である場合には、該Xに由来
する1H−NMRのシグナルは、シンジオタクチックな
トリアド中の水素原子、アイソタクチックなトリアド中
の水素原子、アタクチックなトリアド中の水素原子で異
なるケミカルシフトを持つことを利用し、これらのシグ
ナルの面積比を求めることにより、シンジオタクチック
なトリアド(rr)、アタクチック(ヘテロタクチック
ともいう)なトリアド(mr)、アイソタクチックなト
リアド(mm)の割合(rr/mr/mm)が求められ
る。
【0037】また、含フッ素アクリル酸エステル(式
1)のカルボニル基のα−炭素に結合する置換基Xがフ
ッ素原子またはトリフルオロオメチル基である場合のシ
ンジオタクチシティは、13C−NMRピークの面積比に
よって求められる。すなわち、カルボニル基のα−炭素
13C−NMRシグナルが、シンジオタクチックなトリ
アド中の炭素原子、アイソタクチックなトリアド中の炭
素原子、アタクチックなトリアド中のな炭素原子で異な
ることを利用して、これらのピークの面積比を求めるこ
とにより、(rr/mr/mm)が求められる。
【0038】本発明におけるシンジオタクチシティとは
[rr/(rr+mr+mm)]×100(%)なる式
から求まる値であり、該値は50%以上であり、好まし
くは70%以上である。該含フッ素アクリル酸エステル
重合体は、高いシンジオタクチシティを有するため、ア
タクチックなポリマーと比べて耐熱性および強度の点で
優れる。また、シンジオタクチシティが高いほどこれら
の物性は向上する。本発明の含フッ素アクリル酸エステ
ル重合体は、従来の含フッ素アクリル酸エステル重合体
に耐熱性、強度の面、さらには撥水撥油性の面で優位な
物性を有する。さらに、該含フッ素アクリル酸エステル
重合体の分子量は2000以上であり、分子量が高い方
が強度および物性の点で好ましいことから、14000
以上であることがよい。また、分子量は100000以
下であるのが好ましい。
【0039】本発明の含フッ素アクリル酸エステル重合
体は、撥水撥油剤または光ファイバ用材料等に用いられ
る。本発明の含フッ素アクリル酸エステル重合体は立体
規則性が制御され、シンジオタクチシティが高いことか
ら、撥水撥油性の向上、樹脂として用いた場合の耐熱
性、耐薬品性の向上、およびポリマー強度の向上などの
効果を有する優れた重合体である。
【0040】
【実施例】[例1]充分に水分、空気を除いたシュレン
ク管に、触媒として[C5 (CH352 SmIII-C
3 ・(THF)の0.037g(0.07mmol)
を仕込み、乾燥トルエン15mlで希釈した。内温を0
℃に調整した後、2,2,2−トリフルオロエチルメタ
クリレート1ml(1.18g/7.0mmol)を仕
込み重合を開始した。重合温度0℃で3時間反応させた
後、反応系にメタノールを加えてから、常温まで昇温
し、さらにメタノールを加えて生成した重合体を沈降さ
せ、遠心分離を行い、重合体を単離した。重合体の乾燥
は減圧乾燥により行った。生成した重合体の収量は0.
8217g(収率70%)であった。
【0041】生成した重合体の分子量をゲルパーミエー
ションクロマトグラフィ(GPC)で測定した結果、数
平均分子量Mn は17600であり、分子量分布Mw
n(ただしMw は重量平均分子量)は1.12であっ
た。得られた重合体の 1H−NMRスペクトルを測定
し、シンジオタクチシティを求めた結果70%(少数点
以下は四捨五入。以下同様。)であった。さらに熱分析
により得られた重合体のTg (ガラス転移温度)を測定
したところ76.4℃であった。1 H−NMR δ(ppm):4.34(brs,CH2
O),1.93,1.56(br,主鎖CH2 ),
1.25(brs,CH3 ,アイソタクチックなH,
1.67H),1.09(brs,CH3 ,アタクチッ
クなH, 28.00H),0.94(brs,CH3
シンジオタクチックなH, 70.33H).
【0042】[例2]例1の方法において重合温度を2
5℃に変更して重合を行った。生成した重合体の収率は
40%であった。生成した重合体について同様に分析し
た結果、Mnは25900であり、Mw /Mn は1.2
7であり、シンジオタクチシティは64%であり、Tg
は75.8℃であった。
【0043】[例3]例1の方法において重合温度を−
78℃に変更して重合を行った。生成した重合体の収率
は10%であった。生成した重合体について同様に分析
した結果、Mn は48500であり、Mw /Mn は1.
16であり、シンジオタクチシティは80%であり、T
g は78.8℃であった。
【0044】[例4(比較例)]アルゴン置換した50
mlの2口フラスコに2,2,2−トリフルオロエチル
メタクリレート4.1g(24mmol)、ラジカル重
合開始剤AIBN0.02g(0.12mmol)を仕
込み、乾燥トルエン45mlに溶解した。その後、内温
を80℃に昇温し重合を開始した。15時間反応させた
後、常温まで冷却し、メタノールを加えて生成した重合
体を沈降させ、遠心分離を行い、重合体を単離した。重
合体の乾燥は減圧乾燥により行った。生成した重合体の
収率は30%であった。生成した重合体についてGPC
により分析した結果、Mn は8700であり、Mw /M
n は2.04であり、シンジオタクチシティは48%で
あり、Tg は60.3℃であった。すなわち、50%以
上のシンジオタクチシティは得られず、Tg も低くなっ
た。
【0045】[例5(比較例)]例4の方法において開
始剤をアニオン重合開始剤n−BuLi(2.0Mシク
ロヘキサン溶液12ml)に変更し、重合温度を−78
℃に変更して重合を行った。生成した重合体の収率は4
3%であった。生成した重合体について同様に分析した
結果、Mn は13500であり、Mw/Mn は1.96
であった。得られた重合体はアイソタクチックなものと
なり、そのアイソタクチシティは83%であった。Tg
は43.5℃であった。すなわち、50%以上のシンジ
オタクチシティは得られず、Tg も低くなった。
【0046】[例6]例1の方法における触媒量を0.
024g(0.047mmol)とし、2,2,2−ト
リフルオロエチルメタクリレートの代わりに2−(ペル
フルオロオクチル)エチルメタクリレートを1.1ml
(1.75g/3.3mmol)用いたこと以外は、例
1と同様の方法で重合体を得た。生成した重合体の収率
は100%であった。生成した重合体について同様に分
析した結果、Mn は17000であり、Mw /Mn
1.44であり、シンジオタクチシティは60%であっ
た。1 H−NMR δ(ppm):4.00(brs,CH2
O),2.25(brs,CF2 CH2 ),1.70
(brs,主鎖CH2 ),1.00(brs,CH3
アイソタクチックなH, 20H),0.80(brs,
CH3 ,アタクチックなH, 20H),0.70(br
s,CH3 ,シンジオタクチックなH,60H).
【0047】[例7]例1において触媒量を0.024
g(0.047mmol)とし、2,2,2−トリフル
オロエチルメタクリレートの代わりに2−(ペルフルオ
ロオクチル)エチルアクリレート1.5ml(2.46
g/4.7mmol)を用い、重合温度25℃としたこ
と以外は、例1と同様の方法で重合体を得た。生成した
重合体の収率は85%であった。生成した重合体につい
て同様に分析した結果、Mn は63200であり、Mw
/Mn は4.62であり、シンジオタクチシティは72
%であった。
【0048】1H−NMR δ(ppm):4.14
(brs,CH2 O),2.30(br,主鎖CH+C
2 CH2 ),1.74(brs,主鎖CH2 ,アイソ
タクチックなH+アタクチックなH, 14.78H),
1.49(brs,主鎖CH2,シンジオタクチックな
H, 72.15H),1.31(brs,主鎖CH2
アイソタクチックなH+アタクチックなH, 13.07
H).13 C−NMR δ(ppm):57.5(s,CH2
O),42.4(s,主鎖CH2 シンジオタクチックな
C:アイソタクチックなC+アタクチックなCに分裂し
ておりそれらの積分比は72.22C:27.78
C),35.8(br,主鎖CH),31.5(t,C
2 CH2 ).
【0049】[例8]例1の方法において触媒量を0.
024g(0.047mmol)とし、2,2,2−ト
リフルオロエチルメタクリレートの代わりに3−(ペル
フルオロブチル)プロピルメタクリレート1.63g
(4.7mmol)を用い、重合温度0℃としたこと以
外は例1と同様の方法で重合体を得た。生成した重合体
の収率は90%であった。生成した重合体について同様
に分析した結果、Mn は35000であり、Mw /Mn
は2.88であり、シンジオタクチシティは73%であ
った。
【0050】[例9]例1の方法において触媒量を0.
037g(0.07mmol)とし、2,2,2−トリ
フルオロエチルメタクリレートの代わりに2,2,2−
トリフルオロエチル−α−トリフルオロメチルアクリレ
ート1.55g(7.0mmol)を用いたこと以外は
例1と同様の方法で重合体を得た。生成した重合体の収
率は87%であった。生成した重合体の収率は90%で
あった。生成した重合体について同様に分析した結果、
n は24600であり、Mw /Mn =1.13であ
り、シンジオタクチシティ70%であった。
【0051】[例10]例1の方法において触媒を[C
5 (CH352 YbIII-CH3 ・(THF)とし、
触媒量を0.037g(0.07mmol)としたこと
以外は例1と同様にして重合を行った。生成した重合体
の収率は87%であった。生成した重合体について同様
に分析した結果、Mn は18000であり、Mw /Mn
は1.11であり、シンジオタクチシティは70%であ
った。1 H−NMR δ(ppm):4.34(brs,CH2
O),1.93,1.56(br,主鎖CH2 ),
1.25(brs,CH3 ,アイソタクチックなH,
1.88H),1.09(brs,CH3 ,アタクチッ
クなH, 27.81H),0.94(brs,CH3
シンジオタクチックなH, 70.31H).
【0052】[例11]例1の方法において触媒を[C
5 (CH352III-CH3 ・(THF)とし、触
媒量を0.031g(0.07mmol)としたこと以
外は例1と同様にして重合を行った。生成した重合体の
収率は83%であった。生成した重合体について同様に
分析した結果、Mn は17800であり、Mw /Mn
1.13であり、シンジオタクチシティは73%であっ
た。1 H−NMR δ(ppm):4.34(brs,CH2
O),1.93,1.56(br,主鎖CH2 ),
1.25(brs,CH3 ,アイソタクチックなH,
1.08H),1.09(brs,CH3 ,アタクチッ
クなH, 25.67H),0.94(brs,CH3
シンジオタクチックなH, 73.25H).
【0053】[例12]例1の方法における2,2,2
−トリフルオロエチルメタクリレートの代わりに2,
2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレ
ートを0.7ml(0.96g/3.85mmol)用
いたこと以外は、例1と同様の方法で重合体を得た。生
成した重合体の収率は100%であった。生成した重合
体について同様に分析した結果、Mn は9000であ
り、Mw /Mn は1.20であり、シンジオタクチシテ
ィは70%であった。1 H−NMR δ(ppm):4.34(brs,CH2
O),1.89(brs,主鎖CH2 ),1.25
(brs,CH3 ,アイソタクチックなH, 5.8
H),1.08(brs,CH3 ,アタクチックなH,
24.2H),0.94(brs,CH3 ,シンジオタ
クチックなH, 70.0H).
【0054】
【発明の効果】本発明の含フッ素アクリル酸エステル重
合体は、立体規則性が制御され、高いシンジオタクチシ
ティを有することから、撥水撥油性の向上、樹脂として
用いた場合の耐熱性、耐薬品性の向上、およびポリマー
強度の向上などの効果が期待できる有用性に優れた重合
体である。また、本発明の製造方法によれば、含フッ素
アクリル酸エステル重合体を特定の金属錯体触媒を用い
て重合するだけで、立体規則性が制御され、高いシンジ
オタクチシティを有する重合体が得られる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下式1で表される含フッ素アクリル酸エス
    テルを含む重合性単量体を、希土類金属を活性中心とす
    る金属錯体触媒の存在下に重合することを特徴とする含
    フッ素アクリル酸エステル重合体の製造方法。 CY12 =CXCOO−Q−Rf ・・・式1 ただし、式1中の記号は、以下の意味を示す。 Rf :炭素数1〜12のポリフルオロアルキル基。 Q:2価有機基。 X:水素原子、フッ素原子、メチル基、またはトリフル
    オロメチル基。 Y1 、Y2 :相互に独立して、水素原子またはフッ素原
    子。
  2. 【請求項2】希土類金属を活性中心とする金属錯体触媒
    が、下式2で表される化合物である請求項1記載の製造
    方法。 Cp1 Cp2r −(R)p ・(L)q ・・・式2 ただし、式2中の記号は、以下の意味を示す。 Cp1 、Cp2 :相互に独立して、非置換のシクロペン
    タジエニルまたは置換されたシクロペンタジエニルであ
    り、Cp1 とCp2 とは直接にまたは連結基を介して結
    合していてもよい。 Mr :r価の希土類金属原子であってrは2〜4の整
    数。 R:水素原子または炭素数1〜3の直鎖アルキル基。 L:配位能を有する溶媒。 p、q:pはRの数、qはLの数を示し、それぞれ0〜
    2の整数。ただし、r=p+2である。
  3. 【請求項3】希土類金属を活性中心とする金属錯体触媒
    が、下式2a、下式2b、または下式2cで表される化
    合物である請求項1または2記載の製造方法。 (Cp*2 SmIII-CH3 ・(THF)・・式2a (Cp*2 YbIII-CH3 ・(THF)・・式2b (Cp*2III-CH3 ・(THF)・・・式2c ただし、上記式中の記号は以下の意味を示す。 Cp* :1,2,3,4,5−ペンタメチルシクロペン
    タジエニル。 THF:テトラヒドロフラン。
  4. 【請求項4】下式1で表される含フッ素アクリル酸エス
    テルの重合した単位の1種以上からなり、分子量が20
    00以上であり、シンジオタクチシティが50%以上で
    あることを特徴とする含フッ素アクリル酸エステル重合
    体。 CY12 =CXCOO−Q−Rf ・・・式1 ただし、式1中の記号は、以下の意味を示す。 Rf :炭素数1〜12のポリフルオロアルキル基。 Q:2価有機基。 X:水素原子、フッ素原子、メチル基、またはトリフル
    オロメチル基。 Y1 、Y2 :相互に独立して、水素原子またはフッ素原
    子。
  5. 【請求項5】式1で表される含フッ素アクリル酸エステ
    ルの重合した単位の1種からなるホモ重合体、または、
    式1で表される含フッ素アクリル酸エステルの重合した
    単位の2種以上からなる共重合体である請求項4記載の
    含フッ素アクリル酸エステル重合体。
  6. 【請求項6】分子量が2000〜100000である請
    求項4または5記載の含フッ素アクリル酸エステル重合
    体。
  7. 【請求項7】シンジオタクチシティが70%以上である
    請求項4、5、または6記載の含フッ素アクリル酸エス
    テル重合体。
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