JPS59230028A - ポリアルキレンイミン系のブロツク共重合体、その製法および用途 - Google Patents

ポリアルキレンイミン系のブロツク共重合体、その製法および用途

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JPS59230028A
JPS59230028A JP58104754A JP10475483A JPS59230028A JP S59230028 A JPS59230028 A JP S59230028A JP 58104754 A JP58104754 A JP 58104754A JP 10475483 A JP10475483 A JP 10475483A JP S59230028 A JPS59230028 A JP S59230028A
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武夫 三枝
Shiro Kobayashi
四郎 小林
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブロック共重合体、特にポ’)(N−ホルミル
エチレンイミン)またはポリ(N−アシルエチレンイミ
ン)とポリ(n−アシルプロピレンイミン)のブロック
共重合体・更に詳細には共重合体主鎖中に親水性を有す
るポ!J (H−ホルミルエチレンイミン)またはポリ
(N−アシルエチレンイミン)ブロックおよび親油性を
有するポリ(N−アシルプロピレンイミン)ブロックを
合せて有する新規なブロック共重合体およびその製造法
詔よびそれからなる界面活性剤に関する。
従来、例えば2−メチル−オキサゾリン等の如き2−置
換−オキサゾリンまたは2−7エニルー5,6−シヒド
ロー4H−1,3−オキサジン等の如き2−置換−5,
6−シヒドロー4H−1,3オキサジン(以下これらを
2−置換−1,3−オキサジンと称する)の開環異性化
カチオンホモ重合を行なう方法は例えばPolym。
J、、4.87 (1973) 、 J、Polym、
Soi、B 。
5.871 (1967) 、 J、Polym、So
i、A −1゜4.2253(1966)等の文献に記
載されており公知である。
しかしなが、ら、下記一般式(1)で表わされるR2お
よびR3基を有し、適当な分子量およびブロック組成比
を有するブロック共重合体は未だ知られていない。
即ち、本発明は下記一般式(1)で表わされる分子量が
500〜50000であるポリ(N−ホルミルエチレン
イミン)またはポリ(N−アシルエチレンイミン)とポ
リ(N−アシルプロピレンイミン)のブロック共重合体
を提供する。
R1→htHB片−X   (1) ル基またはアラルキル基を表わし、R,は水素または炭
素数1〜3のアルキル基を表わし、R1は炭素数6〜1
8のアルキル基、アラルキル基またはアリール基を表わ
し、mおよびnは分子量と相関して決まる各ブロックの
重合度を表わし、m/nの比は0.1〜10であり、X
は末端基を表わす〇 また本発明は上記一般式(1)で表わされるブロック共
重合体の製造法を提供する。即ち、本発明は一般式 (式中R2は前述したとおりである)で表わされる2−
オキサゾリン系化合物または一般式(式中Rsは前述し
たとおりである)で表わされる2−置換−オキサジンの
第一段開環カチオン重合を実質約6こ完全に行なった後
、上記第一段重合が一般式(2)の化合物の重合である
場合1次に一般式(3)の化合物の第二段開環カチオン
重合を行ない、あるいは上記第一段重合が一般式(3)
の化合物の重合である場合、次に一般式(2の化合物の
第二段開環カチオン重合を行なうことにより、前記一般
式(1)で表わされるブロック共重合体の製造法を提供
する。
また、本発明は上記一般式(1)で表わされるブロック
共重合体からなる界面活性剤を提供する。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明にあける上記一般式(1〕中の(A)′または(
B)即ち一般式(2で表わされるモノマーとしては、2
−オキサゾリン、2−メチル−2−オキサゾリン、2−
エチル−2−オキサゾリン、2−n−プロピル−2−オ
キサゾリン、2−イソプロピル−2−オキサゾリン等が
挙げられる。これらの化合物は、例えばLiebigs
 Ann 、Chom、 p 996〜p1009(1
974)Jこ記載の方法番こよって作ることができる。
上記単位式中のR,の炭素数が4以上となるとこれ番こ
よってもたらされる側鎖の親水性が消失し、後述する本
発明で意図するブロック共重合体の特長がなくなるので
好ましくない。
本発明に詔ける上記一般式(1)中の(A)または(B
)−1即ち一般式(3)で表わされるモノマーとしては
、2−へキシル−1,3−オキサジン、2−ヘプチル−
1,3−オキサジン、2−オクチル−1,3−オキサジ
ン、2−デシル−1,3−オキサジン、2−ウンデシル
−1,3−オキサジン、2−ドデシル−1,3−オキサ
ジン、2−トリデシル−1,3−オキサジン、2−テト
ラデシル−1゛、3−オキサジン、2−ペンタデシル−
1,3−オキサジン、2−ヘキサデシル−1,3−オキ
サジン、2−ヘプタデシル−1゜3−オキサジン、2−
オクタデシル−1,3−オキサジン、2−ベンジル−1
,3−オキサジン、2−フェニル−1,3−オキサジン
、2−ナフチル−1,3−オキサジン、2−アンスリル
−1,3−オキサジン、2−ピレニル−1゜3−オキサ
ジン、2−ペリレニル−1,3−オキサジン等が挙げら
れる。これらの化合物は例えばLiebigs Ann
、Chem、p 996〜p 1009(1974)に
記載の方法によって作ることができる。上記単位式中の
R8がアルキル基の場合、炭素数が5以下ではこれによ
ってもたらされる測鎖の親油性が低下し、本発明で意図
する後述するブロック共重合体の特長がなくなるので好
ましくない。
本発明に射ける上記一般式(1)で表わされるブロック
共重合体の製造方法としては、塊状重合法または溶液重
合法が挙けられるO溶液重合法の場合、使用される溶媒
としてはアセトニトリル、ジメチルホルムアミド、クロ
ロホルム、ベンゾニトリル等を使用できる。その溶媒の
使用量としては限定されるものではないが全仕込み七ツ
マー100重量部に対して、20重量部から2000重
量部を使用するとよい。
本発明における上記一般式(1)で表わされるブロック
共重合体を生成せしめる重合開始剤としてハ、硫酸エス
テル、スルホン酸エステル、ノ10ゲン化アルキル、ル
イス酸、プロトン酸等が使用でき、具体的にはジメチル
硫酸、p−トルエンスルホン酸メチル、P−トルエンス
ルホン酸エチル、P−トルエンスルホン酸プロピル、p
−)ルエンスルホン酸ブチル、ヨウ化メチル、ヨウ化エ
チル、ヨウ化プロピル、ヨウ化ブチル、ブロム化メチル
、ブロム化エチル、ブロム化プロピル、ブロム化ブチル
、塩化メチル、塩化エチル、塩化プロピル、塩化ブチル
、三フッ化ホウ素、四塩化チタン−五フッ化アンチモン
、トリフルオロメタンスルホン酸等が使用しうるが、重
合速度の観点から好ましくはp−)ルエンスルホン酸メ
チルまたはヨウ化メチルを使用するとよい。使用する開
始剤の量は目的とするブロック共重合体の分子量によっ
て決定されるが、一般には第一段重合のモノマーに対し
て0.1モル%から25モル%の範囲で使用する。
本発明における上記一般式(1)で表わされるブロック
共重合体を生成せしめる共重合の手順としては、例えば
溶液重合の場合、脱水、窒素置換した重合容器に脱水精
製した溶媒を仕込み、脱水精製した第一段重合のための
モノマーおよび開始剤を仕込む。しかる後に反応系を好
ましくは40℃以上150℃以下の重合温゛度に保ち、
第一段重合のためのモノマーを実質的に完全に重合せし
めた後、脱水精製した第二段重合のための七ツマ−を重
合系に添加し、40℃以上150℃以下の重合温度に保
つ。第一段および第二段重合共に通常それぞれ1〜40
時間行なう。反応時間は温度および重合開始剤の使用量
によって変化するO第二段重合のためのモノマーを実質
的に完全に重合をせしめた後\反応混合物を冷却後、水
、メタノール、エタノール、ヘキサン、ジエチルエーテ
ルまたはこれらの混合物の如き非溶媒中に注入して沈澱
せしめ、ブロック共重合体の精製、洗浄を行なうことに
より、ブロック共重合体が得られる。
上記ブロック共重合体を生成せしめる共重合の手順にお
いて、一般式(2で示されるモノマーおよび一般式(3
)で示されるモノマーの仕込み順序はどちらを先に仕込
んでも、得られるブロワの順序が変わる点が異なるのみ
である。ブロック共重合効率(全生成重合体中に含まれ
る目的とするブロック共重合体の割合)高いという点か
らは、一般式(2)で示されるモノマーを第一段重合に
仕込む方が好ましい。
上記ブロック共重合体を生成せしめる共重合の手順にお
いて、採用される重合温度としては、40℃以上1.5
0℃以下が好ましいが、使用する開始剤、第一段および
第二段重合のモノマーの組合せによって重合速度が変わ
るので任意に設定すればよい。
上記ブロック共重合体を生成せしめる共重合の手順にお
いて、実質的に完全に重合をせしめるとは重合収率70
%以上を指すが、特にi 一段の重合においてはブロッ
ク共重合効率の点から重合収率90悌以上に設定するこ
とが好ましい。
上記、ブロック共重合体を生成せしめる共重合の手順に
おいて、第二段重合のモノマーを添加する場合、第一段
の重合が完結した系にそのまま添加しても良いし、第一
段の重合液を他の脱水窒素置換した重合容器に移入した
後、添加しても良い。これは第一段の重合が完結した時
の重合体末端の重合活性イオン対が、アニオン重合にお
ける重合活性イオン対より、はるかに安定であり、いわ
ゆるリビング重合的に第二段の重合を行ないうろことに
よるものである。
本発明のブロック共重合体の分子量は500以上500
00以下が良いが好ましくは1000以上10000以
下が適当である。
本発明の上記ブロック共重合体の分子量の制御は、開始
剤と第一段のモノマーの仕込みモル比を適当に設定する
ことにより実現せしめうる。
例えば仕込み第一段モノマー/仕込み重合開始剤のモル
比が10であり、第一段七ノマーの分子量が100、第
二段のモノマーの分子量が200、第一段モノマー/第
二段モノマーの仕込モル比が2で、全重合収率が100
%であれば10XI 00+200X(10+2 )=
2000の計算でほぼ分子量が2000程度のブロック
共重合体を得ることができる。
本発明における一般式(1)中のm、nにおいてm/n
が0.1を越えない、あるいは1oを越えるとブロック
共重合体の性質が消失するので好ましくな(、m/nは
0.1以上10以下が良く、さらに好ましくは1以上5
以下が適当であるo m/nの制eは仕込みの第一段の
モノマー/第二段のモノマーのモル比を設定することに
より実現せしめうる。
本発明における一般式(1)中のR□、Xは、使用する
重合開始剤の種類によって決まる。例えば開始剤として
p−)ルエンスルホン酸メチル、第一段モノマーとして
2−メチル−2−オキサゾリン、第二段上ツマ−として
2−フェニル−1,3−オキサジンを使用したとき重合
は通常公知のカチオン重合機構で進む。その結果、下記
(4式で表わされる構造のブロック共重合体が生成する
(4)式のブロック共重合体は再沈澱、精製、洗浄工程
で不純物例えば水の作用で加水分解されると上記(5)
式で表わされる構造のブロック共重合体となる。従って
、上記の場合、R1はメチルる。従って使用する重合開
始剤によってR□としでは水素、メチル基、エチル基、
プロピル基、が挙げられる。ここでA−は重合開始剤の
陰性原子団に由来するアニオンであるO 本発明のブロック共重合体は白色の固体樹脂であり、重
合体主鎖中番ご親水性のホルムアミド単位またはアシル
アミド単位を有するブロックと、親油性のアシルアミド
単位を有するブロックとを含有する。
本発明の新規なブロック共重合体は、それが水溶性の場
合には、例えば、ノニオン性界面活性剤として有用であ
る。また、油溶性の場合には、汎用高分子の改質剤、例
えば繊維の帯電防止剤の用途がある。
以下、実施例にて本発明の詳細な説明する。
全ての実施例におけるブロック共重合体の特性決定は、
ブロック共重合体の組成比についてはHITACHI、
 R2OBプロトンnmr装置(日立製作所社製) (
60MHz )を使用し・溶媒は重水素化クロロホルム
を使用して決定した。ブロック共重合体の分子量は、c
oRRoNAl 17蒸気圧オズモメーター(コロナ社
製)を使用し、40℃、クロロホルムを溶媒として測定
を行ない決定した。ブロック共重合体の分子量分布はJ
ASCOTnotoro!((日本電子分光q製)を使
用し、カラムとして5hodsx A 803 (昭和
電工社製)、溶媒としてクロロホルム溶媒流量1ml/
分の条件でゲル浸透クロマトグラフィーによって決定し
た。
実施例 1,2および比較例 1 温度計および攪拌機付き113つロオートクレープをl
mHgの真空度で30分保った後、窒素ガスにて置換を
行ない窒素ガス気流下、この1t3つロオートクレープ
に室温下、アセトニトリル670cc、2−メチル−2
−オキサゾリン179.9f(2,11モル)を仕込ん
だ。攪拌を開始し、さらにo−トルエンスルホン酸メチ
ル36.5fC2−メチル−2−オキサゾリン番ご対し
て9.3モル%)を仕込んだ。オートクレーブを密封し
た後、油浴にて系を昇温し、重合温度80℃にて15時
間重合を行ない、その後系を室温まで冷却した。
別ζζ、温度計および攪拌機付き300CC3つロオー
トクレープ2個をIRHgの真空度で30分保った後、
窒素ガスにて置換を行ない、窒素ガス気流下、それぞれ
2個の300CC3つロオートクレープに上述した如く
して作った重合液をそれぞれ140.1 f詔ヨヒl 
41.Otずつ仕込んだ。なお残った上記重合液の内1
57.2 tはそのまま4tの脱水精製したジエチルエ
ーテルにて再沈澱を行ない、得られた重合体をさらに脱
水精製したジエチルエーテルにて1回洗浄を行ない、6
0℃にて48時間重合体の真空乾燥を行なった。
一方、重合液を仕込んだ上記2個の300C83つロオ
ートクレープに窒素ガス気流下、攪拌下2−フェニル−
1,3−オキサジンをそれぞれ39.5ftdよび71
.1F仕込んだ。その後それぞれの300(13つロオ
ートクレープを密封し、昇温を開始した。重合温度10
0℃にて40時間重合を行ないその後系を室温まで冷却
し、脱水精製したジエチルエーテル4tで各々2種の重
合液を再沈澱し、得られた各々2種の重合体をさらに脱
水精製したジエチルエーテルにて1回洗浄を行ない、6
0℃番ごて48時間重合体の真空乾燥を行なった。
このようにして得られた計3種の重合体の特性決定をプ
ロトンnmr 、ゲル浸透クロマトグラフィー、蒸気圧
浸透法によって、それぞれの重合体の分子構造$よび重
合体の組成比、分子量、分子量分布を決定した。仕込み
各成分等については第1表に重合体の特性決定の結果に
ついて実施例1〜2で得られた重合体のプロトンnmr
スペクトルはいずれもδ2. i ppmにN−アセチ
ル基のメチルプロトンの吸収がδ2.8ppmからδ4
 ppmにはアルキレンイミンユニットのメチレンプロ
トンの吸収がδ6.9 ppmからa8ppmにはN−
ベンゾイル基のフェニルプロトンの吸収が観察され、こ
れよりN−アセチル基とN−ベンゾイル基の両者が存在
する重合体であることが判明した0重合体組成比はN−
アセチル基のメチル基の吸収の面積詔よびN−ベンゾイ
ル基のフェニル基の吸収の面積比によって求めた。
一方、ゲル浸透クロマトグラフの結果によれば実施例1
〜2の重合体の分子量分布は、比較例1の重合体の分子
量分布のピークは一切存在せず単一ピークであり、しか
も比較例10重合体の分子量分布より高分子量側によっ
ていることが判明した。
また、蒸気圧浸透法各こよる分子量の結果についても、
実施例1〜2の重合体の分子量が比較例1の重合体の分
子量より高く、ゲル浸透り、ロマトグラフの結果と一致
した。
また第二段重合のモノマーから得られる可能性のある単
一重合体は、実施例1〜2の分子量分布が単一であるこ
と、かつ実施例1の如く、第二段重合のモノマーの単一
重合体は水不溶性であるにもかかわらず水溶性を示して
いることから実施例1〜2の重合体中には存在しないこ
とは明らかである。
また、仕込みのコモノマー比と重合体組成比は良い一致
を示しておりm/nのmの値は実施例1〜2で各々11
.8および11.0と極めて良い二致を示している。即
ち、同じ第一段の重合液を用いているため完全なブロッ
ク共重合が行なわれるとすればmの値は当然一致しなけ
ればいけないわけであるが、実際上記の如く良い一致を
見たのである。
以上のことより、第1段重合の重合体から100%ブロ
ック共重合が進み、ブロック共重合体が実施例1〜2に
おいて得られたことは明ら実施例 3〜6および比較例
 2〜3 仕込みの開始剤量および第一段モノマー/第二段モノマ
ー仕込み比(モル比)を変更した以外は実施例1〜2、
比較例1と同様な方法で行なった。仕込み成分等の関係
については第3表番こ得られた重合体の特性決定の結果
については第4表に示す。これらのデータから実施例1
〜2と同様に実施例3〜6において、ブロック共重合体
’6s得られていることは明らかである〇実施例 7〜
10および比較例 4,5第一段七ノマーとして2−メ
チル−2−オキサゾリン、第二段モノマーとして2−ド
デシル−2−オキサジンの組み合わせ、および第一段の
モノマーとして2−エチル−2−オキサゾリフ、$二段
モノマーとして2−フェニル−1゜3−オキサジンの組
み合わせ以外は実施例1〜2、比較例1と同様の仕込み
方法、重合方法、重合体処理方法を行ない、得られた重
合体の特性決定も実施例1〜2、比較例1と同様の方法
で行なった。仕込み成分等の関係については第5表に、
得られた重合体の特性決定の結果については第6表に示
す。
以上の結果より実施例1〜2と同様に実施例7〜10に
おいてブロック共重合体が得られて実施例1〜10、比
較例1〜5で得られた重合体の内、水に全溶性の重合体
について1重量%水溶液を調整し、その水溶液の表面張
力をデュヌイ表面張力計1こよって測定した0その結果
を第7表に示す。
第  7  表 以上のように各実施例の重合体の水溶液は、いずれも低
い界面張力を示し、界面活性剤として有用である。また
、相当する比較例の重合体の    ゛水溶液はこれに
比べて界面張力が高い。
特許出願人  三  枝  武  夫 −訃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記一般式 アルキル基またはアラルキル基を表わし、R3は水素、
    または炭素数1〜3のアルキル基を表わし、R3は炭素
    数6〜18のアルキル基ミアラルキル基またはアリール
    基を表わし、mおよびnは分子量と相関して決まる各ブ
    ロックの重合度を表わし、m/nの比は0.1〜10で
    あり、Xは末端基を表わす〕で表わされる分子量が50
    0〜50000であるポリ(N−ホルミルエチレンイミ
    ン)またはポリ(N−アシルエチレンイミン)とポリ(
    N−アシルプロピレンイミン)のブロック共゛重合体。 2、  R1がメチル基、R1がメチル基、R8がフェ
    ニル基である特許請求の範囲第1項記載のブロック共重
    合体。 3、R寡がメチル基、R1がエチル基、R3がフェニル
    基である特許請求の範囲第1項記載のブロック共重合体
    。 4、R2がメチル基、R1がメチル基、R8がドデシル
    基である特許請求の範囲第1項記載のブロック共重合体
    。 5、  m/nの比が1〜5である特許請求の範囲第1
    項記載のブロック共重合体。 6、分子量が1000〜10000である特許請求の範
    囲第1項記載のブロック共重合体。 7、一般式 (式中R1は水素または炭素原子数1〜3のアルキル基
    を表わす)で表わされる2−オキサゾリン系化合物また
    は一般式 (式中R3は炭素数6〜18のアルキル基、アラルキル
    基またはアリール基を表わす)で表わされる2−置換−
    5,6−シヒドロー4H−1゜3−オキサジンの第一段
    開環カチオン重合を実質的に完全に行なった後、上記第
    一段重合が一般式(2)の化合物の重合である場合、次
    に一般式(3)の化合物の第二段開環カチオン重合を行
    ない、あるいは上記第一段重合が一般式(3〕の化合物
    の重合である場合、次に一般式(2)の化合物の第二段
    開環カチオン重合を行なうことを特徴とする一般式 %式%(1) R3は上述したとおりであり、R□は水素、アルキル基
    またはアラルキル基を表わし、mおよびnは分子量と相
    関して決まる各ブロックの重合度を表わし、m/nの比
    は0.1〜10であり、Xは末端基を表わす〕で表わさ
    れる分子量が500〜5ooooであるポリ(N−ホル
    ミルエチレンイミン)またはポリ(N−アシルエチレン
    イミン)とポリ(N−アシルプロピレンイミン)のブロ
    ック共重合体の製造法。 8、下記一般式 %式%(1) アルキル基、またはアラルキル基を表わし、R5は水素
    または炭素数1〜3のアルキル基を表わし1R1は炭素
    数6〜18のアルキル基、アラルキル基またはアリール
    基を表わし、mおよびnは分子量と相関して決まる各ブ
    ロックの重合度を表わし、m/nの比は0.1〜10で
    あり、Xは末端基を表わす〕で表わされる分子量、6(
    500〜50000であるポリ(N−ホルミルエチレン
    イミン)またはポリ(N−アシルエチレンイミン)トポ
    リ(N−アシルプロピレンイミン)のブロック共重合体
    からなる界面活性剤。
JP58104754A 1983-06-10 1983-06-10 ポリアルキレンイミン系のブロツク共重合体、その製法および用途 Granted JPS59230028A (ja)

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JP58104754A Granted JPS59230028A (ja) 1983-06-10 1983-06-10 ポリアルキレンイミン系のブロツク共重合体、その製法および用途

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JP (1) JPS59230028A (ja)

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JP2019099814A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 インフィニューム インターナショナル リミテッド 潤滑油添加剤

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JPH0367093B2 (ja) 1991-10-21

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