JPS6086109A - 気相グラフト重合方法 - Google Patents

気相グラフト重合方法

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JPS6086109A
JPS6086109A JP19456083A JP19456083A JPS6086109A JP S6086109 A JPS6086109 A JP S6086109A JP 19456083 A JP19456083 A JP 19456083A JP 19456083 A JP19456083 A JP 19456083A JP S6086109 A JPS6086109 A JP S6086109A
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JP
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graft
polymerization
graft polymerization
polymerization initiator
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JP19456083A
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English (en)
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Akiyoshi Somemiya
染宮 昭義
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/34Polymerisation in gaseous state

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Polymerisation Methods 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】 この発明は、気相グラフト重合方法に係わるものであり
、更に詳しくは、グラフト重合におけるラジカル重合開
始剤の添加の方法に特徴を有するものである。
本発明者らは、既に特開昭56−34716、特開昭5
7−174809において、ラジカル重合可能な単量体
をガス状で供給する事により高い変性効率でグラフト変
性が可能である事を明らかにした。かかるグラフト変性
重合方法は、(1)単量体のグラフト効率が高い、(2
)幹ポリマーの変性効率が高い、(3)経済性が良好な
どの特徴を有していた。しかしながら、均一なグラフト
変性体を得ようとした場合には、如何に均一にラジカル
重合開始剤をポリマーに含浸するかが重要なポイントで
ある事が判明した。
上記の発明においても、実施例で採択されている様に、
グラフト変性しようとするポリマーの非溶剤で、かつラ
ジカル重合開始剤の溶剤を使用して、ポリマーにラジカ
ル重合開始剤を均一に含浸している。これは、もしラジ
カル重合開始剤が不均一に含浸されていると、後のグラ
フト重合段階でラジカル重合開始剤の再結合停止による
開始剤効率の低下、不均一なグラフト変性体の生成など
が生じる為である。又、前記発明の明細書には、同様の
目的で乳化状態でラジカル重合開始剤を含浸する方法も
開示されているが、いずれも乾燥した樹脂に対して、多
量の溶媒を使用して湿潤状態とする為、工業的に実施す
る場合、含浸−分離−乾燥の工程を要し、繁雑であると
同時に、溶媒の乾燥に要するエネルギーコスト、溶媒の
回収に要するエネルギーコストが多大となり、大きな問
題点となっていた。
この発明は、前記の問題を解決し、一度も湿潤工程を経
る事なく高い変性効率を容易な操作で低いコストで可能
ならしめるものである。
即ち本発明は、ポリマーにラジカル重合可能な単址体の
一種以上をガス状で供給して、実質的に固体状態を維持
しつつグラフト変性する方法において、ラジカル重合開
始剤をガス状で供給することを特徴とする気相グラフト
重合方法を内容とする。
以下に詳細に説明する。
この発明で使用するポリマーは、ラジカル重合開始剤に
よるラジカル攻撃を受けて重合活性のあるフジ力/L/
を生成するポリマーであれば、すべて使用可能である。
具体的にはポリスチレン、塩素化ポリエチレン、エチレ
ン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合
体、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン、スチ
レン−α−メチルスチレン共重合体、ヌチレンーa−メ
チルスチレンーアクリロニトリp三元共重合体、スチレ
ン=7クリロニトリル共重合体、スチレン−メタアクリ
ル酸メチル共重合体、ポリメタアクリル酸メチル、メタ
アクリル酸メチル−α−メチルスチレン共重合体、ポリ
アクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリ
ル酸ブチル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、
塩素化ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−ポリプロピレン共
重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルメチル
ケトン、ポリアセタール、ポリプロピレンオキサイド、
ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイドポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナ
イロン−6、ナイロン−11゜ナイロン12、ポリイミ
ド、ボリアリールエーテルケトン、ポリスルフォン、ポ
リエーテルヌルホン、ポリアリルスルホン、ビスフェノ
ール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリ
ウレタン、トリアリルシアヌレート樹脂、トリアリルシ
アスレート−スチレン共重合体、フェノール樹脂、ユリ
ア樹脂、メラミン樹脂、ポリブタジェン、天然ゴム、ヌ
チレンーブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタ
ジェン共重合体、ポリイソプシン、ポリジメチルシロキ
サン、ポリメチルフェニルシロキザン、セルロースアセ
テート、エチルセルロース、EPDMその他などである
これらのポリマーは、グラフト重合温度で結晶状、ガラ
ス状又はゴム状であり、粉末、塊状、フィルム状、ベレ
ット状、ビーズ状、繊維状その他の形態でグラフト重合
に供せられる。この発明の特別な例として成形品を挙げ
る事が出来る。特にエチレン/酢ビ共重合体、ポリブテ
ン、E’PDMその他のガラス転移点の低いポリマーを
使用する場合には、グラフト重合温度を慎重に決める必
要がある。グラフト重合温度を、ガラス転移点より高温
側で実施すると、ポリマー同士の付着が生じ、操作不能
となる事がある。この様な場合は、タルク、クレー、カ
ーボンブラック、チタンホワイトその他の無機充実剤を
使用する事により解決出来る事がある。この手段は、ガ
ラス転移点の高いポリマーを使用する際にも有効である
。これらのポリマーの二種以上を混合してグラフト重合
に供する事も可能であり、ポリマーアロイ等を目的とし
た場合に好適に使用される。
本発明で用いるラジカル重合開始剤は通常のラジカル重
合で用いられる有機のラジカル発生剤である。具体的に
はt−プチルハイドロパーオキザイド1、t−プチルパ
ーオキシイソグロビルカーボネート、メチルエチルケト
ンパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ
クミルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t−
ブチルクミルパーオキサイド、ビス(t〜ブチルパーオ
キシ)ブタン、t−ブチルパーオキシア七テート、t−
ブチルパーオキシベンゾニー)、2−t−フチルアシー
2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタン、2−
t−ブチルアゾ−2−シアノル4−メチルペンタンその
他であるが、この発明では、これらのラジカル重合開始
剤をガス化してポリ→−に供給する為、その蒸気圧が重
要である。
従って、比較的蒸気圧の大きなジアルキルパーオキサイ
ド、アルキルパーエステル系の開始剤が特に好ましい。
これらは2種以上を併用してもよい。
これらのラジカル重合開始剤は常圧もしくは減圧下で気
化させ、ポリマーに吸着含浸させる。具体的に一例を挙
げると、(1)80℃に加熱した気化器に窒素気流化で
ジ−t−ブチルパーオキサイドを滴下し気化ガスを水、
又はプラインで冷却されたポリマー充項容器に攪拌下導
入する事により可能である。一般にこれらの開始剤蒸気
はポリマーに吸着され易いので水冷も要しない場合が多
く、(2)史に債極的にポリマー充棋器をラジカル重合
開始剤の分解温度以上に加熱して、ラジカル重合開始剤
ガスの吸収、吸着と同時に分解を起こさせ、ポリマー上
にラジカルを生成する事も可能であり、史に発展した方
法として(3)ラジカル重合開始剤ガスの供給と同時に
後述の単量体ガスを供給して、グラフト重合を行なう事
も可能である。本発明者らによるこれ迄の検討によれば
、フリーのラジカル重合体の生成を出来るだけ少くした
い場合は(1)又は(2)が好ましく、ラジカル重合開
始剤の開始剤効率を高くしたい場合は(3)が好ましい
。これらの方法のどれを採択するかは、使用するポリマ
ーの種類、ラジカル重合開始剤の種類、ラジカル重合単
量体の種類及び製品に要求される特性によって適宜選択
される。
この発明できうラジカル重合可能な単量体とは、分子内
に1つ以」二の不飽和部分を持つ化合物をビう。例えば
塩化ビニル、塩化ビニリテ゛ン、酢酸ビニル、スチレン
、アクリロニトリル、アクリル酸、アクリル酸エステノ
ペ 1,3−ブタジェン、エチレン、プロピレン、その
他及びそれらの誘導体である。これら単量体の1種ある
いは2種以上を幹ポリマーにグラフト重合せしめる。単
量体の具体例は塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニ
ル、スチレン、α−メチルスチレン、2・4−ジメチル
スチレン、p−クロロプレン、アクリロニトリル、メタ
アクリロニトリル、アクリル酸、アクリIし酸メチル、
アクリμ酸エチル、アクリル酸グチル、メタアクリル酸
エチル、メタアクリル酸エチル、1,3−ブタジェン、
イソプレン、クロロプレン、]−ブテン、その他であり
、これらは1種もしくけ2種以上企もってグラフト重合
に用いる。2種以上の単量体を用いる場合は、これらの
混合物を使用する場合と、各単量体を時系列的に直列に
添加する場合があり、目的によって選択するとよい。
単量体が蒸気圧を持つかぎりグラフト重合は可能である
が、これら単量体の重合温度での蒸気圧が低いと重合速
度が遅くなる。従って工業生産上の観点から単量体の1
種以上が150 ’Cでの蒸気圧が50mml(g以上
あることが好ましい。
本発明での単量体の使用量はグラフト率で0.5チ以」
−二の任意量用いるとよい。重合方法は、パド)u弐F
 ライヤー、流動層式ドライヤー、ユニヵル1’ライヤ
ー、ジャケット式すボンブレンダーその他の粉体攪拌器
利き加熱容器その他を使用してバッチ式あるいは流通式
等種々用いることができる。
本発明のグラフト重合は50〜200’Cで行なうのが
好ましい。特に好ましいのは70〜200℃である。グ
ラフト重合温度は、幹ポリマーの種類及び使用するラジ
カル重合開始剤の種類によって変わるので一概にGえな
い。グラフト重合温度は、上記温度域の中から、重合体
の構造、グラフト重合に用いる単量体の蒸気圧、使用す
るラジカル重合開始剤の分解温度などとの関係で選定さ
れる。
本発明は実質的に固体の幹ポリマーと単量体との気相グ
ラフト重合である。理由は不明であるが幹ポリマ−10
0重量部に対してO〜10ffi量部までのラ置部ル重
合を阻害しない溶媒を加える事によりグラフト重合が促
進される事がある。これら溶媒は使用するラジカル重合
開始剤、単量体、幹ポリマ−、目的とするグラフト重合
体により適宜選択される。溶媒は幹ポリマーにガス状で
含浸させたり、もしくは、ラジカル重合開始剤の溶液を
ガス化して添加するなどの方法で可能である。
これらの方法で得られた溶媒添加幹ポリマーは添加前と
同様の固りあるいは粉末である。
本発明ではグラフト枝の重合度はラシ男ル重合開始剤の
量、単量体濃度、供給量、重合温度などによって調節で
きるが、通常用いられる連鎖移動剤を用いても調節でき
る。連鎖移動剤はメルカプタン類、アルコール類、ハロ
ゲン化炭化水素その他である。連鎖移動剤は気体状で単
量体と共にグラフト重合系に加えてもよい。あるいはグ
ラフト重合を行なう前に幹ポリマーに吸着、含浸、添加
などで加えておいていてもよい。
この発明によって得られたグラフト変性体は、組成の均
一性が高く、又通常のグラフト重合で生成するゲル等の
不純物が極めて微量である為に、広汎な用途に使用可能
である。例えば、ポリ塩化ビニル、’+L塩索化ポリ塩
化ビニ)Vなどにスチレンなどの相溶性の無いポリマー
を5〜2oφグラフトする事によって、加工性を改良出
来、又4麦塩素化塩化ビニルに、メチルメタクリレート
スチレン共重合体を10%〜60嗟グラフトする事によ
りポリ塩化ビニルと相溶性の良好なグラフト体が得られ
、アロイ化などが可能となる。又、フィルム、繊維、成
形品などの表面をグラフト変性する事も可能であり、例
えば、塩化ビニル/アクリロニトリル共重合体繊維にメ
チルメタクリレートをグラフトする事により、染色性、
光沢の良好な繊維が得られる。
本発明は実質的に固体状の幹ポリマーに当該グラフト重
合温度で少なくとも1種以上の単量体が気相でグラフト
重合に関与し、幹ポリマ−ヘゲラフト重合せしめてなる
グラフト重合体の製造方法であり、単量体及び幹ポリマ
ーのグラフト効率が高く、工業的に容易に実施できる価
値の高いグラフト重合方法である。
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
実施例1 内容積51のジャケット付反応容器にPVC粉末aoo
gi仕込み、真空にして脱気した。この容器K 攪拌下
、t−ブチルパーオキシベンゾエート9gを70℃真空
で気化し、PVC粉末に吸着させた。この後、窒素で常
圧に戻し、100℃に昇温して、スチレンモノマー濃度
50 vow%ノヌチレン/窒素混合ガスをガス温度1
10℃で11/ mmの流速で6時間通じた。冷却後、
粉末をメタノールで洗浄し、低分子量不純物を除去して
真空乾燥した。得られたグラフト変性体は元素分析、赤
外線吸収ヌベクトルから、グラフト率は35φで淡黄色
であった。
実施例2 実施例1の反応器にcpvc粉末300.1−仕込み、
同様操作にてジ−t−ブチルパーオキシド12gを吸着
させた。窒素で常圧に戻した後、110℃に昇温し、M
MA/、<チレン= 1 mob/ 1 mobの組成
で、モノマー濃度50 volチのモノマー/窒素混合
ガスを、ガス温度120℃で1/3/minの流速で1
0時間通じた。以下例1と同様に処理してグラフト率4
6%の変性体を得た。
実施例3 実施例2に於て、ap’va粉末の代りにPPO粉末を
使用し、145℃でアクリロニトリル/スチレン= 4
 mob/ 1 mobの組成で化ツマー濃度5゜VO
Wφのモノマー/窒素混合ガスf l 737 mmの
流速で6時間通じた。この結果グラフト率27φのグラ
フト変性体を得た。
特許出願人 鐘淵化学工業株式会社 代理人 弁理士浅 野真−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリマーにラジカル重合可能な単量体の一種以上
    をガス状で供給して、実質的に固体状態を維持しつつグ
    ラフト変性する方法において、ラジカル重合開始剤をガ
    ス状で供給する事を特徴とする気相グラフト重合方法。
JP19456083A 1983-10-17 1983-10-17 気相グラフト重合方法 Pending JPS6086109A (ja)

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AU34402/84A AU3440284A (en) 1983-10-17 1984-10-17 Gas phase graft polymerization process
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