JPS60195105A - 塩素化ポリビニルトルエンの製造法 - Google Patents

塩素化ポリビニルトルエンの製造法

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JPS60195105A
JPS60195105A JP5107184A JP5107184A JPS60195105A JP S60195105 A JPS60195105 A JP S60195105A JP 5107184 A JP5107184 A JP 5107184A JP 5107184 A JP5107184 A JP 5107184A JP S60195105 A JPS60195105 A JP S60195105A
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JP
Japan
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chlorinated
polymer
vinyltoluene
solution
molecular weight
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Application number
JP5107184A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Watanabe
博幸 渡辺
Toru Kiyota
徹 清田
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Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (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】 本発明は塩素化ポリビニルトルエンの製造法に関する。
さらに11羊しくば、ビニルトルエンモノマーを重合し
、該重合体の分子量分布を乱すことなく該重合体を塩素
化し、塩素化ポリビニルトルエンを製造する方法に関す
る。
分子量分布の狭い塩素化ポリビニルトルエンは、高解像
性かつ耐ドライエツチング性に優れた放射線感応性レジ
スト材料として有用である(特開昭58−187923
等)。
ポリビニル芳香族化合物を塩素化する方法は公知であり
、例えばポリスチレンの塩素化方法として、四塩化炭素
のような溶媒中、過酸化ベンゾイル等の過酸化物あるい
はアゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合物等の
触媒存在下、塩素。
塩化スルフリル、N−クロロコハク酸イミド等の塩素化
剤を用いてポリスチレンを塩素化する方法等が公知であ
る(例えば、特開昭48−16995号、米国特許第4
812,061号等)0しかし、こtらの方法は、いず
れも塩素化時に原料の重合体の主鎖切断が生じ、生成す
る塩素化物の分子量分布は、原料の重合体のそれに比較
し、非常に幅広いものとなる欠点を有している。
本出願人は既に重合体の分子量分布をほとんど乱すこと
なく該重合体の塩素化物を製造する方法を先に提案して
いる(特開昭58−42779)。
本発明者らは、この方法を改善すべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに到った。
本発明に従えば、ビニルトルエンモノマーf 一般式R
M(Rはアルキル、アリールあるいはアラルキル基から
選ばれ、Mはリチウム、ナトリウムあるいはカリウムか
ら選ばれる。)で表わされる有機金属存在下に重合し、
該重合体溶液と塩素イオンの存在する水溶液共存下通電
を行い該重合体とほぼ同一の分子量分布を有する塩素化
ポリビニルトルエンが容易に製造でき、さらに通電量を
変化させるだけで任意の塩素化率を有する塩素化ポリビ
ニルトルエンを製造できる。
本発明は、ビニルトルエンモノマーの重合工程と該重合
体の塩素化工程からなる。以下各工程について説明を行
う。
重合工程は通常のアニオン重合法によシ行うことができ
る。
すなわち、ビニルトルエンモノマーは真空中あるいは不
活性ガス気流中で適当な脱水剤により脱水した後、蒸留
を行い重合に用いることができる。
重合溶媒としては、アニオン重合および次工程の塩素化
工程を阻害しない溶媒であり、生成した重合体に対し充
分な溶解性を有するものであればよく、例えばベンゼン
、t−ブチルベンゼン等の芳香族系化合物を挙げること
ができる。4これらの溶媒は、ビニルトルエンモノマー
と同様な方法で脱水、蒸留した後に重合溶媒として用い
ることができる。
重合開始剤としては一般式RM(Rはアルキル。
アリールあるいはアラルキル基から選ばれ、Mはリチウ
ム、ナトリウムあるいはカリウムから選ばれる。)で表
わされる有機金属化合物を用いることができる。このよ
うな有機金属化合物としては例えばブチルリチウム、ナ
トリウムナフタレン。
ナトリウムアントラセン、ナトリウムビフェニル。
フェニルイソプロピルカリウム、α−メチルスチレン4
量体カリウム等を挙げることができる。
本発明における重合は高真空下あるいは不活性ガス気流
中で、通常ビニルトルエンモノマーおよび重合溶媒から
なる重合系内を充分攪拌しながら、例えば真空ビューレ
ットなどを用いて、重合系内の不純物量、目的とする生
成重合体の分子量の値に応じて適当な濃度に調整した開
始剤を添加することにより行うことができる。
ビニルトルエンモノマーの仕込み濃度は、目的とする生
成重合体の分子量の値に応じて0.5〜20重量嘔て行
うことが好ましい。
重合温度については特に制限はないが50℃以下で行う
ことが好ましい。
上記重合は01〜C6の低級アルコールを添加すること
により容易に停止できる。
このようにして得られた重合体溶液は、その分子量に応
じて重合体濃度をα5〜20重量%に調整し、塩素化工
程に用いることができる。
該重合体の塩素化は、その分子量に応じて適当な濃度に
調整した重合体溶液と塩素イオンを含む水溶液を電解槽
に仕込み、攪拌を行ないながら、目的の塩素含有量を有
する塩素化ポリビニルトルエンを得るのに必要な電気量
を通電することによ塩素イオンを含む水溶液の塩素イオ
ン源としては、塩酸あるいは塩素イオンを含む塩を用い
ることができる。そのような塩としては、水に可溶であ
り、その塩溶液が電解反応可能な導電性をもつ塩であれ
ばよく、例えば、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化
カリウム、塩化鉄、塩化コノ(ルト。
塩化カルシウム、塩化銅等の金属塩および塩化アンモニ
ウム、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチ
ルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム等のア
ンモニウム塩を挙げることができる。好ましくは塩酸で
ある。
塩素イオン量は、通常当量以上あればよい。
水溶液のpHは7以下、好1しくは5以下である。
水溶液のpHが7以上では塩素化反応は全んど進行しな
かった。
水溶液のpH(i=副調整るために上記塩の他に例えば
硫酸、リン酸等の鉱酸、あるいは、例えば蟻酸。
酢酸、プロピオンrip−)ルエンスルホン酸。
ベンゼンスルホン酸等の有機酸等をi 加f きる。
−に4 −ik疫mF’r道’mMkfy;4tf’X
Lす7.% )f V al f (rfフッ化ホウ素
酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、p−トルエンスルホン
酸テトラブチルアンモニウムのような、本反応に不活性
な塩を添加することもできる。
支持fJf解質り73度は特に制限はないが、20〜5
0重耽チで行うことが好ましい。
本発明は、バッチ式あるいは循環式のいずれの方法でも
実施できるが、電解槽中の有機相と水相の割合は、水相
100容量部に対して有機相は1〜500答量?11夕
、好1しくは10〜500容量部である。
電解相中の有機相が多くなれば、電解液の抵抗が上昇す
る、逆に有機相が少なすぎると重合体への塩素化効率が
低下するため好ましくない。
本発明に用いられる電極は、通常の電解反応に用いられ
、本反応系に対して不活性なものであればよく、陰極と
しては例えば炭素、グラファイトあるいは任意の不活性
金属、例えば白金、鉄、ステンレス鋼、鉛、ニッケル等
、それらの合金およびそれらの金属を例えばチタン、タ
ンタルのような金属基板に被覆したもの等を挙げること
ができる。陽極としては、例えば炭素、グラファイト。
白金、二酸化鉛等および白金、二酸化鉛、酸化ルテニウ
ム等ヲチタン、タンタルのような金属基板に被覆したも
の等を挙げることができる。
本発明を実施する際の電流密度は0.1 mA7c*〜
50 p、1.i好ましくは5mヤ侃〜204/鑓であ
る。
本発明は通常常温下で行われるが、必要に応じ加熱ある
いは冷却下で行うことができる。その際電解温度は10
0°C以下で行うのが好ましい。
このような重合体を塩素化する際、反応系中、特に有機
相中に過剰の遊離塩素が存在するとポリマー鎖切断が起
こり易い。これは高分子量の重合体の塩素化、あるいは
高度に該重合体を塩素化する際に認められる。
それ故、遊離塩素を除去処理を行うのが望ましい。その
ような処理としては、空気、窒素、アルゴン等の本反応
に対して不活性なガスの吹き込みあるいは系内金減圧に
する等が挙げられる。
本発明に用いる電解槽は、無隔膜電解槽および隔膜式′
屯解槽のいずれも用いることができる。隔膜式電解槽を
用いる場合、本反応は陽極室で4行する。
本塩素化反応は、無攪拌でも実施できるが、最良の結果
を得るためには、有機相と水相をよく混合することが好
ましい。
本発明に従えば、ビニルトルエンモノマーを取合し、該
重合体を単離することなく、該重合体の塩素化が可能で
ありしかも、生成する塩素化ポリビニルトルエンの分子
量分布は、該重合体のそれとほぼ同一のものを製造でき
る。
さらに、通屯;葎を変化させることにより、任意の塩素
含有量を有する塩素化ポリビニルトルエンを製造できる
本発明は、従来法では、実現できない分子量分布の狭い
塩素化ポリビニルトルエンを容易かつ簡単に製造する方
法を提供するものであり、その工業的意義は大きい。
以下、実1m例により本発明をさらに詳しく説明する。
実施例1 1Q−5mmHgの真空下でベンゾフェノンナトリウム
錯体を用いて繰返し脱水したp−ビニルトルエンモノマ
ー20gおよびベンゼン500 mlを混合し攪拌しな
がら、5ec−ブチルリチウムのヘキサン溶液(濃度5
. OX 10−’ mo′vml) 2.6 mlを
添加して50℃で2時間取合させた後、反応液にメタノ
ール2 mlを添加し重合を停止した。得られた乗合体
のGPC/光散乱測定からその重量平均分子th1:は
1.7X10’、重量平均分子量(Mw)と数平均分子
t (Mn)の比で定義される分散度(MηM n )
は104であった。」二記重合体溶液9ml、ベンゼン
6 ml!および55チ濃塩酸15m1を側管付電解槽
に入れた。
側管上部は窒素を流した。また電極としてはコイル状白
金電極(α7φX 50 as ) 2本を用いた。
電解液を攪拌しながらαδAで50分逆通電た。
その際端末電圧は2.Ovであった。
反応後、有機相をメタノール100mJに注ぎ塩素化ポ
リ(p−ビニルトルエン)0.54Mを得た。
元素分析の結果、塩素含有量は21.2%であり、この
値から計算されるp−ビニルトルエン繰返し単位当りの
塩素化率はα89であることがわかった。
1だ、GPC測定の結果から分散度は原料の重合体とほ
ぼ同じ値であった。さらにプロトン核磁気共鳴スペクト
ルを測定した結果、原料のポリ(p−ビニルトルエン)
で認められるピークの他にδ3.8 ppln・ δ4
.5 ppm付近にそれぞれメチレンが塩素化されたメ
チレンプロトン、メチル基が塩素化されたメチレンプロ
トンに帰属できるピークが認められた。
実施例2 sec〜ブチルリチウムのヘキサン溶液(濃度5、 O
X 10−” rno1/rnt) ?:f 1 ml
とした以外は実施例1と同様に重合を行い、ポリ(p−
ビニルトルエン)溶液を得た。ポリ(p−ビニルトルエ
ン)の重量平均分子量は4.2X10’、分散度は1.
02であっ/こ。このIi丁@体溶液15.mlを用い
て、電流値を0,5Aとした以外は実施例1と同様な方
法により塩素化を行ない塩素化ポリ(p−ビニルトルエ
ン) 0.97 gを得た。
塩素含有量は44,3係であシ、塩素化率は1.16で
あった。
分散度は1.02であった。
電解時の端末電圧は2.Ovであった。
実施例6 塩素化工程で電解液の攪拌を行わなかった以外は、実施
例1と同様な方法により、塩素化ポリ(p−ビニルトル
エン)[145(I+を得た。塩素含有f’+l a 
7 tI)、塩素化率14tI)、分散度1.05であ
った。
′r11解時の端末電圧は1.8vであった。
実施例4 ビニルトルエンモノマーとして、m−およヒル−ビニル
トルエンの混合物(mlp 比率:60/40 )を用
いた以外は実施例1と全く同様な方法により塩素化ポリ
ビニルトルエン[153りを得た。塩素化ポリビニルト
ルエンの塩素含有量は20.5係、塩素化率は085I
分散度は1.03であった。
原料であるポリビニルトルエンの重量平均分子量は1.
8X10’であり、分散度は1.03であった。
電解時の端末電圧は2.1■であった。
実施例5〜7 実施例2で調製した重合体溶液を用い、通電時間を変え
た以外は実施例2と同様に塩素化を行ない塩素化ポリ(
p−ビニルトルエン)を得た。
その結果を表1に示す。
実施例8 実施例2で調製した重合体溶液を用い、塩素化工程で使
用する水溶液として塩化す)IJウム65りを100d
、5%硫酸罠溶かしたもの15meを使った以外は、実
施例2と同様な方法により塩素は1.02であった。
電解時の端末電圧は2.3■であった。
特許出願人 東洋留達工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) ビニルトルエンモノマー’jr: 一般式RM
     (Rはアルキル、アリールあるいはアラルキル基から
    選ばれ、Mはリチウム、ナトリウムあるいはカリウムか
    ら選ばれる)で表わされる有機金ル4存在下に重合し、
    該重合体溶液と塩素イオンの存在する水浴液共存下に通
    電を行なう塩素化ポリビニルトルエンの製造法。
JP5107184A 1984-03-19 1984-03-19 塩素化ポリビニルトルエンの製造法 Pending JPS60195105A (ja)

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JP5107184A JPS60195105A (ja) 1984-03-19 1984-03-19 塩素化ポリビニルトルエンの製造法
EP85103168A EP0156288A1 (en) 1984-03-19 1985-03-19 Process for preparing chlorinated polyvinyl aromatic compound
US06/713,380 US4622112A (en) 1984-03-19 1985-03-19 Process for preparing chlorinated polyvinyl aromatic compounds

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5842779A (ja) * 1981-09-09 1983-03-12 Toyo Soda Mfg Co Ltd 塩素化ポリビニル芳香族化合物の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5842779A (ja) * 1981-09-09 1983-03-12 Toyo Soda Mfg Co Ltd 塩素化ポリビニル芳香族化合物の製造方法

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