JPS5925807A - プラズマ開始重合法 - Google Patents

プラズマ開始重合法

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JPS5925807A
JPS5925807A JP12943682A JP12943682A JPS5925807A JP S5925807 A JPS5925807 A JP S5925807A JP 12943682 A JP12943682 A JP 12943682A JP 12943682 A JP12943682 A JP 12943682A JP S5925807 A JPS5925807 A JP S5925807A
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polymerization
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Yoshihito Osada
義仁 長田
Mitsuo Takase
三男 高瀬
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Kanebo Synthetic Fibers Ltd
Kanebo Ltd
Kanebo Gohsen Ltd
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Kanebo Synthetic Fibers Ltd
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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】 本発明はプラズマにより開始される重合法、即ちプラズ
マ開始重合法に関するものである。
更に詳しくはイオン化ガスプラズマの存在下で重合を開
始した後、該プラズマの不存在下で後重合させ実質的に
紛状で超高分子蓋の重合体を得る重合法に関するもので
ある。
従来より真空下でガスに電場を適用しガスイオ/のプラ
ズマを形成させ単量体を重合することは公知の技術であ
る。この技術は例えば米国特許第2.257.177号
明細誓に記載されている。
しかし一般にプラズマ重合法とよけれてbるこの技術は
重合が1質上完結するまで重合させる単量体を蒸気相中
でイオン化ガスプラズマと連続的に接触させるものであ
り、生成した重合体は架橋生成物を形成しているために
溶媒不溶である。そのため該重合体を使用してプラスチ
ックス化するなどの応用がむつかしいばかりかエネルギ
ーの消費量が犬であるという欠陥を有している。また特
開昭54−118483号公報では超高分子量で高純度
の実質的に線状である重合体を得る方法としてプラズマ
開始重合法が提案されており該公報の実施例1ではメタ
クリル酸メチルの重合につbて60〜40時間の後重合
で重合転化率は約8%であり、実施例4ではメタクリル
酸エチル及びメタクリル酸ブチルは168時間の後重合
(5℃)で重合転化率はそれぞれ1%及び2%と記載さ
れている。
−力水溶性単量体は水性媒体中、高い重合転化率で得ら
れ、例えば前記公報の実施例2ではメタクリル酸及びア
クリル酸は75%水溶液中90時間の後重合(5℃)で
重合転化率はそれぞれ80%及び50%と記載されてい
る。即ちプラズマ開始重合法によれば水溶性単誓体は水
性媒体中でかなり早い1合速度で重合体に転化するが、
非水溶性単量体は水性媒体中でも重合速度の増大は認め
られないことがその後の検討で判明し、プラズマ開始重
合法により、非水溶的には容易とは言えない。
本発明者らは従来の欠陥を排除すべく鋭意検討研究の結
果、本発明を完成させたものである。
本発明の目的は非水溶性単量体を高い重合速度で実質的
に線状で超高分子量をもつ重合体に工業的に容易且つ安
価に転化させるプラズマ開始重合法を提供することにあ
る。
即ち本発明は式(1)で表わされる非水溶性単量5一 体から選ばれた少くとも1稙の単量体を乳化剤を含む水
性媒体中でイオン化ガスプラズマの存在下で重合を開始
した後、該プラズマの不存在下で後重合することを特徴
とする。
0H2”’ t’ −R,−−−−−−−i11000
0nHzn+1 C式中R1は水素又はメチル基を示し、nは1〜12の
整数を示す) 本発明に適用される非水溶性単量体としては上記式(1
)で表わされるものであれば何でも良いが、メチルメタ
クリレート、メチルアクリレート、エチルメタクリレー
ト、エチルアクリレート、プロピルメタクリレート、グ
ロビルアクリレート、ブチルメタクリレート及びブチル
アクリレートが好ましい。
本発明に適用される重合方法はイオン化ガスプラズマの
存在下で重合を開始した後、該プラズマの不存在下で後
重合させるという所謂プラズマ開始重合であり、Lかも
乳化剤の存在下の水性媒体中であることが必須である。
乳化剤としては水性媒体中、上記式(1)で表わされる
非水溶性単量体を均一に乳化させるものであれば良く、
特に限定されないが、アルカリ石ケン、有機アミン石ク
ン、高級アルコール又は芳香族アルコールの硫酸エステ
ルなどの界面活性剤やポリスチレンスルホン酸ソーダ、
部分ケン価ポリ酢酸ビニル、ポリエーテルなどの高分子
化合物が好ましい。また乳化剤の使用量は特に限定され
ないが水性媒体中で非水溶性単量体を乳化するには通常
全仕込蓋に対しCL1重皿%以上必要である。
水性媒体としては水又は水とメタノール、エタノール、
ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチ
ルケトンなどのケトン類などとの混合物が挙げられるが
水単独媒体の方が好ましい。水性媒体、特に水媒体を使
用しfc場合重合速度は著しく大となる。水性媒体中の
モノマー繊度としては通常α1〜90重i%、好ましく
は1〜65重電%、更に好ましくは10〜60重蓋%で
ある。
一般に水媒体の場合モノマー濃度として50モル%の時
が重合速度は極大となりそれ以下でもそれ以上でも低下
する傾向がみられる。また分子量も重合速度と同一傾向
がみられる。
本発明に於けるプラズマ開始重合とは非平衡のイオン化
ガスプラズマを用いて重合を開始させかつプラズマの不
存在下に重合の大部分を完結させるものでおる。イオン
化ガスプラズマの生成はかかるプラズマを生成するため
の公知方法のいずれによっても行なうことができる。例
えはJ−R・ホラハフ (Ho1lahan)とA−T
・ベル(Ba11. )版“プラズマ化学の応用技術′
、ウィリー、ニューヨー/ 1974オjヒM・ジエン
(8ben )版1重合体のプラズマ化学′デツカ−。
ニューヨーク、1976に記載されている。即ち高周波
発生器に連結された平行板電極の間にモノマーを真空下
で入れ、真空室の外部又は内部のいずれかの平行板を用
いてプラズマを生成させることが出来る。また外部誘導
コイルによって電場をつくらせ、イオン化ガスのプラズ
マを発生させてもよく、また反対に荷電した電極に間隔
をおいて直接真空室に入れてプラズマを生成させてもよ
い。本発明においては非蒸気相(液体及び/又は固体)
の単量体の重合をイオン化ガスプラズマの存在下で開始
しついでプラズマの不存在下で後重合を行なう。この二
段階重合法により超高分子量でしかも実質的に線状であ
る重合体を安全に大量にかつ効率的、経済的に省エネル
ギーでつくることが出来る。
本発明方法を更に詳述に説明すれば液体窒素などによる
冷媒で単量体水性媒体溶液を冷却して凍結し脱気を10
−1〜10−4  トールで行なう。
凍結した単量体水性媒体溶液を徐々に暖ため液状の小滴
が現われる状態に達した時に非溶液部(即ち真空空間部
)に上記方法にてプラズマ照射を行なう。通常は20〜
200ワツト、好ましくは40〜100ワツトでグルー
放電をさせ水及び/又は単量体をプラズマ化させる。照
射時間は通常1〜3600秒、好ましくは10〜60秒
もあれは十分である。プラズマ照射を行9− なった後に上記単量体水性媒体溶液を一定の温度下に数
時間放置させ後重合を行なわせる。プラズマ開始期間の
重合率は後重合に比べて著しく小さく、通常1〜2%を
超えない。後重合温度及び時間は使用する単量体種類に
よって異なり特に限定されないが通常温度は180〜6
0℃、時間は1〜25時間で十分である。
かように非水溶性単量体を乳化剤の存在下水性媒体中で
プラズマ開始重合を本発明方法によって行なえば重合速
度は数倍から数百倍にも増大する。しかも本発明方法に
より得られた重合体と実質的線状で超高分子値であり、
また乳化剤以外の物質、例えtUt濁剤、ラジカル開始
剤、無機塩などの不純物を含まないことから光ファイバ
ー、各種プラスチックなどに有用である。
以下、本発明を実施例にて詳細にIA関する。
なお、実施例中に用いる部、及び%は重量部、重量%を
表わす。
また実施例中に用いられているハギンス定数は重合体の
分枝度を表わす尺度でありハギンス定数0〜[14を有
してbれば実質的に線状であると言える。ハギンス定数
(分枝の量)は比粘度t−重合体濃度に対してプロット
することがら求められこの曲線の傾きを固有粘度の自乗
で割った値として一般に知られているが、それを用いた
。また固有粘度はベンゼン溶媒中25℃で測定し7’(
実施例1 25trrQ7Lスフラスコ中にメチルメタクリレート
(以下MMAと略称すル) 2.84.jil水ioy
及び乳化剤としてドデンルベン・ゼンスルホン酸ナトリ
ウムC以下DBBと略称する)を第1表の如く変化させ
て混合乳化させ10−31−−ルで脱気後刺管した。つ
いで液体窒素で凍結し5回説気した。次にこのメスフラ
スコを一対ノ外部平行電極間に挿入し、100ワツトの
電力でグμ−放電プラズマを60秒間照射し、25℃の
恒温槽にてFjL件を行ないながら後重合t−72時t
lJ]行なった。その後開封して大量のメタノール中に
沈デンせしめ水及び未反応MMAを除去した。ML量測
定から重合率を測定した。
なお乳化状態は肉眼及び走置型電子顕微鏡観察にて行な
い十分乳化してbる状態を◎とし水とMMAが分離して
いる状態を×として4段階に表示した。また重合率6%
の時の11!顧による乳化状態の様子を写真に示した。
またEX FN O5で得られたボjJMMAの固有粘
度はa 9 aQ/gでハギンス定数は01であった。
 11一 実施例2 25訴ρメスフラスコ中に第2表の如く、単量体、水及
びDBSlc入れ後重合時間を100時間とする以外は
実施例1と同様に重合した。
第  2  表 実施例3 25m2メスフラスス中にnブチルアクリレート3I、
水10i及びDBlilα15j加えて実15− 12− 施例1と同様にプラズマ開始重合を行ない後重合を30
時間行った。重合率は88%であった。
得られたポリマーの分子量は200万であった。
なおりBSを加えないで200時間後重合してもまった
く重合しなかった。
実施例4 25m2メスフラスコ中に各種単量体を31i水10g
1ドデシルアミン塩酸塩を第3表の如く入れ後重合時間
f72時間とする以外は実施例1と同様に行なった。
14−
【図面の簡単な説明】
第1図は重合系の乳化状態を示す電子顕微鏡写真である
。 カネボウ合繊株式会社 15− 第1図 手  続  補  正  書 特許庁長官 若 杉 和 犬 殴 1事汗の表示 昭和57年枠杆願第129436号 2発明の名称 グクズマ開始重合法 6、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京都墨田区墨田五丁目17都4号名称(095
) 鐘紡株式会社 〒554大阪市部島区友淵町1丁目6番80J&鐘紡株
式会社特fIf部 5、補正により増加する発明の数   な し6、補正
の対象 用#I]]書の「発明の詳細な説明」及び「図面の簡単
な説明」の楠、並びに図面 7、m正の内容 (1)明細書第12負、第5〜6行の「また重合率・・
・・・・示した。」の記載を削除する。 (2)明細書第15頁、第1〜6行の記載を削除する。 (6)  図面(第1図)を削除する。 1、事件の表示 昭和57年枠杆願第129456号 Z発明の名称 プラズマ開始重合法 五補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所   東京都墨田区墨田町五丁目17番4号〒53
4  大阪市部島区友淵町1丁目5番90号鐘紡株式会
社特許部 電話(06)921−1251 4、補正により増加する発明の数   な し5、補正
の対象 明細書の1特許請求の範囲」の欄及び 「発明の詳細な説明」の欄 &補正の内容 (1)  明細書の特許請求の範囲の項の記載を別紙の
通り補正する。 (2)  明細書第3頁最下行乃至第4頁第1行の「ガ
スイオンのプラズマ」を[イオン化ガスプラズマ」と補
正する。 (3)  明細書第8頁第1〜4行の記載を削除する。 (4)  明細書第11頁第14行の「脱銀後封管した
。」を「脱気し、」と補正する。 (5)  明細書第11頁第17行の「照射し」を「照
射した後封管し」と補正する。 (6)  明細書第12頁第1表のExp−No 4の
「14」を[1,44と補正する。  2− 別     紙 %li′f!i#求の範囲 (1)式(1)で表わされる非水溶性単量体から選ばれ
た少くとも1種の単量体を乳化剤を含む水性媒体中でイ
オン化ガスプラズマの存在下で重合を開始した後該プラ
ズマの不存在下で後重合をすることを特徴とするプラズ
マ開始重合法。 0H2= O−R1−−−−−−−−−−−−−(1)
遥 0000nH2n+1 (2)  非水1 性単量体がメチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート又はブ
チルメタクリレートである特許請求の範囲第1項記載の
重合法。 (5)  非水溶性単量体がメチルアクリレート、エチ
ルアクリレート、プロピルアクリレート又はブチルアク
リレートである特許請求の範囲@1項記載の重合法。 (4)  乳化剤がアルカリ石ケン、有機アミン石クン
、高級アルコール又は芳香族アルコールの硫酸エステル
から選ばれた界面活性剤である特許請求の範囲第1項記
載の重合法。 (5)  乳化剤がポリスチレンスルホン酸ソーダ、部
分ケン価ポリ酢酸ビニル、ポリエーテルから選はれた高
分子化合物である特許請求の範囲第1項記載の重合法。 (6)  水性媒体が水である特許請求の範囲第1項記
載の重合法。 (7)  水性媒体中の単量体濃度がn、i〜90重i
96である特許請求の範囲第1項記載の重合法。 (8)  水性媒体中の単量体濃度が1〜65重量係で
ある特許請求の範囲第1項記載の重合法。 (9)  水性媒体中の単量体濃度が10〜60重量%
である特許請求の範囲第1項記載の重合法。 (10)  イオニ11ヒガスプラズマが10−1〜1
O−4)−ルの真空下で脱気後20〜200ワツトで1
〜6600秒間照射して得られるものである特許請求の
範囲第1項記載の重合法。 (11)  イオン11:、ガスプラズマが10−1〜
10−’ ) −ル(D真空下で脱気後40〜100ワ
ットで10〜60秒間、照射して得られるものである特
許請求の範囲第1項記載の重合法。 (12)イオン1ヒガスプラズマの存在下での重合の重
合率が0.1〜2重iチである特許請求の範囲第1項記
載の重合法。 (13)  イオン化ガスプラズマの不存在下での後重
合が1〜60℃で行なわれる特許請求の範囲第1項記載
の重合法。 3− 51−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  式(1)で表わされる非水溶性単量体から選
    はれた少くとも1種の単量体を乳化剤を含む水性媒体中
    でイオン化ガスプラズマの存在下で重合を開始した後該
    プラズマの不存在下で後重合をすることを特徴とするプ
    ラズマ開始重合法。 cH2=  o −R1−−−−−−−−−−1110
    000nH2n+1 式中R1は水素又はメチル基を示し、nは1〜12の整
    数を示す (2)  非水溶性単量体がメチルメタクリレート。 エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート又はブ
    チルメタクリレートである特許請求の範囲第1項記載の
    重合法。 131  非水浴性単量体がメチルアクリレート、エチ
    ルアクリレート、プロピルアクリレート又 1− はブチルアクリレートである特許請求の範囲第1項記載
    の重合法。 (4)  乳化剤かアルカリ石ケン、有機アミン石ケン
    、高級アルコール又は芳香族アルコールの硫酸エステル
    から選ばれた界面活性剤である特許請求の範囲第1項記
    載の重合法。 (5)  乳化剤がポリスチレンスルホン酸ソーダ、部
    分77価ポリ酢酸ビニル、ポリエーテルから選はれた高
    分子化合物である特許請求の範囲第1項記載の重合法。 (6)  水性媒体が水である特許請求の範囲第1項記
    載の重合法。 17)  水性媒体中の単量体濃度が[11〜90重量
    %である特許請求の範囲第1項記載の重合法。 i81  水性媒体中の単量体濃度が1〜65重童%で
    ある特許請求の範囲第1項記載の重合法。 (9)  水性媒体中の単量体濃度が10〜60重量%
    である特許請求の範囲第1項記載の重合法。 (10)イオン化ガスプラズマが10−1〜10−4 
    トールの真空下20〜200ワツトで1〜5600秒間
    照射して得られるものでおる特許請求の範囲第1項記載
    の重合法。 (11)  イオン化ガスプラズマが10−1〜10−
    4トールのA空下40〜100ワットで10〜60秒間
    、照射して得られるものである特許請求の範囲第1項記
    載の重合法。 (切 イオン化ガスプラズマの存在下での重合の重合率
    がn、1〜2重筺%である特許請求の範囲第1項記載の
    重合法。 (13)  イオン化ガスプラズマの不存在下での後重
    合が1〜60℃で行なわれる特許請求の範囲第1項記載
    の重合法。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54118483A (en) * 1978-02-28 1979-09-13 Univ California Plasma initiated polymerization method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54118483A (en) * 1978-02-28 1979-09-13 Univ California Plasma initiated polymerization method

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