JPS6114215A - Block copolymer and its production - Google Patents

Block copolymer and its production

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JPS6114215A
JPS6114215A JP13408984A JP13408984A JPS6114215A JP S6114215 A JPS6114215 A JP S6114215A JP 13408984 A JP13408984 A JP 13408984A JP 13408984 A JP13408984 A JP 13408984A JP S6114215 A JPS6114215 A JP S6114215A
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polymer
cation
ion exchange
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義行 宮木
Teruo Fujimoto
藤本 輝雄
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Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a block copolymer having a high function of selectively separating ions and being useful for an ionpermselective film, etc., by introducing cation-selective ion exchange groups into one structural component of a specified block copolymer. CONSTITUTION:5-95mol% monomer selected from among vinylpyridine, vinylpyrimidine, etc., is block-copolymerized with 95-5mol% (alpha-methyl)styrene and, optionally, a diene monomer to prepare a block copolymer comprising a polymer block A to which anion exchange groups can be introduced, a polymer block B to which cation-selective ion exchange groups can be introduced and, optionally a diene polymer block C. Next, anion exchange groups are introduced into polymer blocks A of the copolymer, and then polymer block B is halomethylated or acetylated to introduce cation-selective ion exchange groups (e.g., formula I or II) thereinto. In this way, the aimed block copolymer is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 と陽イオン選択性イオン交換基あるいは、陽イオン率択
性イオン交換基を容易に導入可能な官能性を有する高分
子poly Bとを成分の一部または全体とする新規な
ブロック共重合体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A novel method comprising, as a part or whole of the components, and a cation-selective ion-exchange group or a polymer poly B having a functionality that allows easy introduction of a cation-selective ion-exchange group. related to block copolymers.

特異なミクロ相分離構造を形成するブロック共重合体は
、その不均質構造の故に新規な性質を発現することが知
られている。例えば、ポリイソプレンあるいはポリブタ
ジェン鎖とポリスチレン鎖からなるブロック共重合体は
、熱可塑性ゴムや耐衝撃性材料として用途が見い出され
ており、また、ポリウレタンとポリエーテルからなるブ
ロック共重合体や、ポリ(2−ヒドロキシエチルメタク
リレート)とポリスチレンからなるブロック共重合体は
抗血液凝固性材料として期待されている。
Block copolymers that form a unique microphase-separated structure are known to exhibit novel properties due to their heterogeneous structure. For example, block copolymers consisting of polyisoprene or polybutadiene chains and polystyrene chains have found use as thermoplastic rubbers and impact-resistant materials, and block copolymers consisting of polyurethane and polyether, poly( A block copolymer consisting of 2-hydroxyethyl methacrylate (2-hydroxyethyl methacrylate) and polystyrene is expected to be an anticoagulant material.

最近、陽イオン交換基(スルホン酸基やカルポン酸基)
をもつ高分子と陰イオン交換基(4級アミノ基)をもつ
高分子とイオン交換基をもたない高分子とからなる多元
ブロック共重合体(公開特許公報昭56−76408)
を分離膜として用いれば、水溶液から無機や有機の低分
子量のイオンを分離除去できることが報告されている。
Recently, cation exchange groups (sulfonic acid groups and carboxyl groups)
A multi-block copolymer consisting of a polymer having a ion exchange group, a polymer having an anion exchange group (quaternary amino group), and a polymer having no ion exchange group (Patent Publication No. 1976-76408)
It has been reported that when used as a separation membrane, inorganic and organic low molecular weight ions can be separated and removed from an aqueous solution.

しかし、この膜では、高いイオン間の選択分離は期待で
きない。
However, with this membrane, highly selective separation between ions cannot be expected.

本発明者らは、鋭意研究の末、ブロック共重合体の1つ
の成分に選択性イオン交換基を導入することにより、ブ
ロック共重合体に新しい機能を付与することを思いつき
、本発明に到達した。
After extensive research, the present inventors came up with the idea of imparting a new function to a block copolymer by introducing a selective ion exchange group into one component of the block copolymer, and arrived at the present invention. .

すなわも、本発明のブロック共重合体は、陰イオン交換
基をもつ高分子poly Aと陽イオン選択性イオン交
換基あるいは、陽イオン選択性イオン交換基を容易に導
入可能な官能基をもつ高分子poly。
In other words, the block copolymer of the present invention has a polymer poly A having an anion exchange group and a cation-selective ion exchange group or a functional group into which a cation-selective ion exchange group can be easily introduced. High molecular weight poly.

Bとを成分の一部または全体とするものである。B is a part or whole of the component.

陽イオン選択性イオン交換基を容易に導入可能な高分子
とは一般式 で表わされ、R,は水素またはメチル基であり、Rxは
一CH*X (21 ( Xは塩素あるいは臭素)ある
いは−COC111基(3)、あるいはこれから誘導さ
れる次の化学構造をもつ官能基である。
A polymer into which a cation-selective ion exchange group can be easily introduced is represented by the general formula, where R is hydrogen or a methyl group, and Rx is 1CH*X (21 (X is chlorine or bromine) or -COC111 group (3) or a functional group derived from this having the following chemical structure.

CklzNPb 141 t  CHO (sl,  
 COCH,Br letCH* COt Re 17
1 COC)hN(CIrICN)t (IQ−COCH宜
N ( CHtCOtRt )t (91 。
CklzNPb 141 t CHO (sl,
COCH, Br letCH* COt Re 17
1 COC)hN(CIrICN)t (IQ-COCHIN(CHtCOtRt)t)t (91.

一CHtN (CyH40fl)− (1−COCHt
N(CHtC)ttcN)t (lit(ただし、R2
は炭素数1から6のアルキル基)陽イオン選択性イオン
交換基を有する高分子とは、上記の(1)式で表わされ
る高分子から誘導されるものであり、官能基Rxb″−
以下に示す構造をもつものである。
-CHtN (CyH40fl)- (1-COCHt
N(CHtC)ttcN)t(lit(However, R2
is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) A polymer having a cation-selective ion exchange group is one derived from a polymer represented by the above formula (1), and has a functional group Rxb''-
It has the structure shown below.

■           @ Gl) (ただし、Xは1から6の整数) また、一般式(1)において、官能基Rxをもつモノマ
ー単位は20モル%以上であり、すべてが官能基Rxを
もつモノマー単位であってもよい。
■ @ Gl) (However, X is an integer from 1 to 6) In addition, in general formula (1), the monomer units having a functional group Rx account for 20 mol% or more, and all monomer units have a functional group Rx. It's okay.

本発明のブロック共重合体の陰イオン交換基をもつ高分
子polyXは、例えば次のモノマー群Aから選ばれる
モノマーの重合体を公知の方法で4級化したものである
。七ツマ一群A:2−ビニルピリジン、4−ビニルピリ
ジン、2−メチル−5−、ビニルピリジンの如きビニル
ピリジン、ビニルピリミジン、ビニルキノリン、ビニル
カルバゾール、゛ビニルイミダゾールおよびこれらの炭
素数1から12の炭化水素置換基を有する化合物、o 
、m、p−ビニルフェニルアルキレンジアルキルアミン
、(ただし、R3およびR4は各々炭素数が1から12
のアルキル基、aは1から6の整数である。) poly^において、陰イオン交換基が導入されている
モノマー単位は゛20モル%以上でありまたすべてに導
入されていてもよい。
The polymer polyX having an anion exchange group of the block copolymer of the present invention is obtained by quaternizing a polymer of monomers selected from the following monomer group A by a known method, for example. Nanatsuma Group A: Vinylpyridine such as 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-5-, and vinylpyridine, vinylpyrimidine, vinylquinoline, vinylcarbazole, vinylimidazole, and those having 1 to 12 carbon atoms. Compounds with hydrocarbon substituents, o
, m, p-vinylphenylalkylenedialkylamine, (wherein R3 and R4 each have 1 to 12 carbon atoms
an alkyl group, a is an integer from 1 to 6. ) In poly^, the monomer units into which anion exchange groups are introduced account for 20 mol % or more, and may be introduced into all of them.

一本発明のブロック共重合体は、上記のpoly Aと
poly Bの他にイオン交換性の官能基をもたない高
分子poly Cをモノマー単位で90モル%までの範
囲でその成分ブロックに含んでもよい。このpolyC
を構成するモノマーは、例えばブタジェン、イソフレン
、ペンタジェン、シクロヘキサジエンの如キジエン系モ
ノマーであればよい。このようなジエン系のモノマーか
らなる高分子は、公知の方      6法でその高分
子中に存在する二重結合で容易に架橋できるため、これ
らをブロック共重合体の成分ブロックに含めれば、得ら
れる材料の溶剤耐性を向上させることが可能となるう架
橋を行なう場合は、その材料に求められる機能により、
任意の程度から完全に行なうことができる。
In addition to poly A and poly B, the block copolymer of the present invention contains, in its component blocks, up to 90 mol% of polymer poly C, which does not have an ion-exchangeable functional group, in terms of monomer units. But that's fine. This polyC
The monomers constituting may be diene monomers such as butadiene, isofrene, pentadiene, and cyclohexadiene. Polymers made of such diene monomers can be easily crosslinked using the double bonds present in the polymer using a known method. Therefore, if these are included in the component blocks of a block copolymer, the resulting When performing crosslinking, which can improve the solvent resistance of the material being used, depending on the functionality required of the material,
It can be done to any degree to completeness.

本発明のブロック共重合体はモノマー単位あたり20モ
ル%以上の陰イオン交換基をもつ高分子polyAとモ
ノマー単位あたり20モル%以上の陽イオン選択性イオ
ン交換基あるいは、陽イオン選択性イオン交換基を容易
に導入可能な官能基をもつ高分子poly Bとは各々
に対してモノマー単位で5〜95モル%含有する必要が
ある。この範囲外の場合、ブロック共重合体材料の機能
が十分発揮されな(・恐れがある。また、ブロック共重
合体材料の溶剤耐性を高め、形成されるミクロ相分離構
造を安定とするためにはジエン系のモノマーからなる高
分子poly Cをモノマー単位で60〜90モル%含
有させるのが好ましい。
The block copolymer of the present invention comprises a polymer polyA having an anion exchange group of 20 mol% or more per monomer unit and a cation-selective ion exchange group or a cation-selective ion exchange group of 20 mol% or more per monomer unit. It is necessary to contain 5 to 95 mol % of monomer units of polymer poly B having a functional group into which it can be easily introduced. If it is outside this range, there is a risk that the function of the block copolymer material will not be fully demonstrated. It is preferable to contain 60 to 90 mol % of a polymer polyC made of diene monomers in terms of monomer units.

本発明のブロック共重合体を得るのに望ましい方法はり
ピングアニオン重合法により、上記モノマー群Aから選
ばれるモノマーとスチレンあるいはα−メチルスチレン
をブロック共重合させて調製された陰イオン交換基を導
入可能な高分子polyAとポリスチレンあるいはポリ
(α−メチルスチレン) (poly Bとする)から
なる原ブロック共重合体、あるいは、上記モノマーの他
にジエン系のモノマーを加えた3種の七ツマ−から同様
に調製された上記poly Aとpoly Bおよびジ
エン系ポリマー poly Cからなる原ブロック共重
合体を化学処理することである。
A desirable method for obtaining the block copolymer of the present invention is to introduce an anion exchange group prepared by block copolymerizing a monomer selected from the monomer group A above with styrene or α-methylstyrene by a stripping anionic polymerization method. An original block copolymer consisting of possible high molecular weight polyA and polystyrene or poly(α-methylstyrene) (referred to as polyB), or three types of heptamers in which a diene monomer is added in addition to the above monomers. The method involves chemically treating the original block copolymer prepared in the same manner as described above, consisting of poly A, poly B, and diene polymer poly C.

これらの原ブロック共重合体を構成する成分高分子po
ly A 、 poly B e poly Cの分子
量は103〜10°I/molであることが望ましい。
The component polymer po constituting these original block copolymers
It is desirable that the molecular weight of lyA, polyBepolyC is 103 to 10°I/mol.

さらに望ましくは10゛〜5 X 10’ j’/im
lである。一般によく知られているように、ブロック共
重合体では、分子量が低くなるに従いミクロ相分離によ
り形成されるドメインとドメインの間に生じる相溶界面
領域の割合は増加する。これまで公表された実験事実に
よれば、各々の成分ブロックの分子量が108g/rr
+o l  以下では明確な相分離構造は形成されない
More preferably 10゛~5 x 10'j'/im
It is l. As is generally well known, in a block copolymer, as the molecular weight decreases, the ratio of compatible interface regions formed between domains formed by microphase separation increases. According to the experimental facts published so far, the molecular weight of each component block is 108g/rr.
+o l or less, no clear phase separation structure is formed.

一方、分子量が大き過ぎる試料では、そ9溶融または溶
液状態の粘性が大きいため成型が著しく困難となる一 本発明で用いられる原ブロック共重合体は、上記の高分
子poly A%poly B 5poly Cとが、
例えば(poly、A−polyB )x、  (po
lyA −poly 13+XpolyA + pol
y B(polyA−poly B )x 、 (po
l)rA−polyB −polyc )x 、 (p
olyB−polyA−polyc)x +(poly
A  polyc −poly B )x、  (po
lyA−polyC−polyB−polyc )x、
  (polyc−polyA−polyC−poly
 B )x j poly C−poly A −poly B −po
ly C,poly C−polyA −poly C
−poly B −poly C、poly A −p
oly C−poly B −poly Cpoly 
A 、 poly B −poly C−polyA 
−poly Cpoly B 、 poly A −p
oly B −poly C−poly B −pol
y A 、 poly B −poly A  pol
y C−polyA −poly B 、 poly 
C−poly A −poly B −poly A 
−poly C、poly C−poly B −po
ly A  poly B −’ polyC(ただし
、Xは1以上の整数)の配列で結合したものであればよ
い。また、poly Aを枝にもつpoly B 、 
 poly Bを枝にもつpoly A、  poly
 AとpolyBを枝にもつpoly C、poly 
A  poly C型(あるいはpoly B −po
ly C型)ブロック共重合体を枝にもつpoly B
 (あるいは、polyA)、poly C−poly
A−poly C型(あるいはpoly C−poly
 B −poly C)型ブロツク共重合体を枝にもつ
poly B (あるいはpolyA)であってもよい
On the other hand, if the molecular weight of a sample is too large, molding becomes extremely difficult due to the high viscosity in the melt or solution state. Toga,
For example, (poly, A-polyB)x, (po
lyA −poly 13+XpolyA + pol
yB(polyA-polyB)x, (po
l) rA-polyB-polyc)x, (p
olyB-polyA-polyc)x + (poly
A polyc - poly B )x, (po
lyA-polyC-polyB-polyc)x,
(polyc-polyA-polyC-poly
B) x j poly C-poly A-poly B-po
ly C, poly C-polyA -poly C
-poly B -poly C, poly A -p
oly C-poly B-poly Cpoly
A, poly B-poly C-poly A
-poly Cpoly B, poly A -p
oly B-poly C-poly B-pol
yA, polyB-polyApol
y C-polyA-polyB, poly
C-poly A-poly B-poly A
-poly C, poly C-poly B -po
It is sufficient that they are bonded in an arrangement of ly A poly B −' polyC (where X is an integer of 1 or more). Also, poly B which has poly A as a branch,
poly A with poly B as a branch, poly
poly C, poly with A and polyB as branches
A poly C type (or poly B-po
ly C type) poly B with block copolymer branches
(or polyA), poly C-poly
A-poly C type (or poly C-poly
B-poly It may be poly B (or poly A) having a C) type block copolymer as a branch.

これらのうち、poly Aとpoly Bとがpol
y Cによって互いに分は隔てられて結合しているもの
(例えば、poly A  poly C−’poly
 B )は、polycの含有率が適切な場合、最終的
に得られるイオン交換体において、ミクロ相分離した陰
イオン交換領域と陽イオン選択性イオン交換領域とが互
い隔離されることにより、そのミクロ相分離構造が安定
となるため、機能性材料として用いるのに好ましい。
Among these, poly A and poly B are pol
y are separated from each other by C and are bonded together (for example, poly A poly C-'poly
B) When the content of polyc is appropriate, the microphase-separated anion exchange region and the cation-selective ion exchange region are isolated from each other in the final ion exchanger, so that the micro Since the phase separation structure is stable, it is preferable for use as a functional material.

本発明のブロック共重合体は、上記の原ブロック共重合
体を成型前あるいは成型後あるいは成型と同時にpol
yA部分の窒素原子を4級化し陰イオン交換基を有する
高分子polyXとした後、必要に応じてpolyc部
分を架橋してpolyCとし、さらにpoly B部分
をクロロメチル化あるいはアセチル化した後、公知の方
法によりそれらに陽イオン選択性イオン交換基を導入す
ればよい。必要に応じて導入するpoly C部分の架
橋は可能な範囲で任意の段階で行ってよい。
The block copolymer of the present invention can be prepared by adding the above original block copolymer to pol before, after, or simultaneously with molding.
After quaternizing the nitrogen atom of the yA portion to obtain a polymer polyX having an anion exchange group, the polyc portion is crosslinked as necessary to form polyC, and the poly B portion is further chloromethylated or acetylated, and then the known A cation-selective ion exchange group may be introduced into them by the method described in the following. Crosslinking of the poly C moiety introduced as necessary may be carried out at any stage within the range possible.

窒素原子の4級化反応は、Br(4Htt−sやICI
Ht!++(lは1から12の整数)で表わされるアル
キルハロゲン化合物あるいはBr−+CH−+1 Br
やI−(−CH山Iで表わされるアルキレンシバライド
類の蒸気あるいは溶液により容易に行うことができる、
ポリシェフ部分は過酸化物、硫黄、−塩化硫黄、紫外線
、あるいはAlC15、SbC1m 、 FeC15+
 TaCA!t 1SnCJa 、 TiC4−、BF
s 、 HtSα等のフリーデルクラフッ触媒を用いて
容易に架橋することができる。また、水素添加すること
もできる。
The quaternization reaction of nitrogen atoms is performed using Br (4Htt-s and ICI
Ht! Alkyl halogen compound represented by ++ (l is an integer from 1 to 12) or Br-+CH-+1 Br
It can be easily carried out using vapor or solution of alkylene cybarides represented by I-(-CH).
The polychef part is exposed to peroxide, sulfur, -sulfur chloride, ultraviolet light, or AlC15, SbC1m, FeC15+
TaCA! t1SnCJa, TiC4-, BF
It can be easily crosslinked using Friedel-Craft catalysts such as S, HtSα, etc. Moreover, hydrogenation can also be carried out.

ポリスチレンあるいはポリ(α−メチルスチレン)ノハ
ロメチル化は、ホルムアルデヒドとハロゲン化水素と用
いて、また、クロロメチル化はクロロメチルメチルエー
テルを用いて容易に行うことができる。また、それらの
アセチル化は、塩化アセチルと上記のフリーデル・クラ
フッ触媒を用いて公知の方法により行うことができる。
Polystyrene or poly(α-methylstyrene) halomethylation can be easily carried out using formaldehyde and hydrogen halide, and chloromethylation can be easily carried out using chloromethyl methyl ether. Further, their acetylation can be carried out by a known method using acetyl chloride and the above-mentioned Friedel-Krach catalyst.

さらに、の官能基、アンモニアを作用させれば(4)の
官能基。
Furthermore, if ammonia is applied to the functional group of (4), it becomes the functional group of (4).

(CH,)、N、を作用させれば(5)(Sommel
et反応)。
(5) (Sommel
et reaction).

イミノリン酸を作用させればσ)、アミノリン酸を作用
させれば(2B)、)リエタノールアミンを作用させれ
ば0がそれぞれ得られる。
If iminophosphoric acid is used, σ), aminophosphoric acid is used (2B), and reethanolamine is used, 0 is obtained.

また、アセチル基(3)にBr1を作用させれば(6)
In addition, if Br1 acts on the acetyl group (3), (6)
.

)ISCルcooHを作用させれば佃)、 PCl、を
作用させれば(25)がそれぞれ得られる。
) If ISC le cooH is applied, Tsukuda) and PCl are applied, (25) will be obtained, respectively.

加水分解すれば+141.(5)をNH,OHとKCN
および酸で処理すれば+1. (51をC)h(COO
H)、とNH4OHテ処理すれば鯛やaη、(8)を加
水分解すればal、 a4に(J−CNxCOONmを
作用させればco、asにCICHxCOONmを作用
させればal 、 ai K CI C)hcOONa
を作用させればalがそれぞれ得られる。
If hydrolyzed, it will be +141. (5) to NH, OH and KCN
and +1 if treated with acid. (C51)h(COO
H), if treated with NH4OH, sea bream or aη, if (8) is hydrolyzed, it will be al, if a4 is treated with (J-CNxCOONm, it will be co, if CICHxCOONm is applied to as, it will be al, ai K CI C )hcOONa
, al can be obtained respectively.

さらに、(6)をNH(CH*C00QHs)tで処理
すれば(9)。
Furthermore, if we process (6) with NH(CH*C00QHs)t, we get (9).

(9)を加水分解すれば(22)、 (61をNH(C
hCN)1 で処理すれば輪、 0(Iを加水分解すれ
ば(22)、 +61をN)((CHtC)hCN)、
で処理すればaη、aυを加水分解すれば(23) 、
 (22)をPClaで処理すれば(24) 、 C2
2)をH8CHtCOOHで処理すれば(26) 、 
(23)をPCl5で処理すれば(30)  (23)
をH8CルC0OHで処理すれば(31)が雫 それぞれ得られる。また、(29)はaaを酸化するこ
とにより得ることができる。
If (9) is hydrolyzed, (22) is obtained (61 is NH(C
If treated with hCN) 1, it becomes a ring, 0 (if I is hydrolyzed (22), +61 is N) ((CHtC)hCN),
If treated with , aη, if aυ is hydrolyzed, (23),
If (22) is processed with PCla, (24) becomes C2
If 2) is treated with H8CHtCOOH, (26)
If (23) is treated with PCl5, (30) (23)
When treated with H8C and C0OH, (31) can be obtained in drops. Moreover, (29) can be obtained by oxidizing aa.

上記の個々の反応は公知であり、それらの代表的文献を
次に掲げる。
The above-mentioned individual reactions are known, and representative documents are listed below.

■ R、B 、 WagnerとH,D、zook著、
[5yn−thetic Organic Chemi
atryJ 、 New York 。
■ Written by R.B. Wagner and H.D. Zook,
[5yn-thetic Organic Chemi
atryJ, New York.

John Wiley & 5ons 、 Inc 、
 (1953年)81巻、377ページ(1959年) ■ E、 B、 Trostyanskayaら、  
Journal ofPolymer Sc’1enc
e 、 59巻、379ページ(j962年) ■ M、 Marshallとに、 L、 Cheng
 、 Ta1anta。
John Wiley & 5ons, Inc.
(1953) Volume 81, Page 377 (1959) ■ E. B. Trostyanskaya et al.
Journal of Polymer Sc'1enc
e, vol. 59, p. 379 (j962) ■ M, Marshall, L, Cheng
, Ta1anta.

21巻、751ページ(1974年) ■ 北条舒正編、[キレート樹脂・イオン交換樹脂」、
講談社すイエンテイフイク(1976年) 本発明で用いる原ブロック共重合体は、例えば、リビン
グアニオン重合法によって製造することができる。この
場合、重合開始剤としては、公知のブチルリチウム(n
 + Bee Hjerjがある)や2−メチルブチル
リチウムあるいは、ナトリウムナフタレン、ナトリウム
アントラセン、α−メチルスチレンテトラマーナトリウ
ム、ナトリウムビフェニル等が用いられ、芳香族炭化水
素、環状エーテル、脂肪族炭化水素(一般には、ベンゼ
ン、トルエン、テトラヒドロフラン、n−ヘキサン、シ
クロヘキサン等が用いられる)中、真空もしくは窒素ガ
ス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で重合が行な
われる。                  !1.
Volume 21, page 751 (1974) ■ Edited by Shumasa Hojo, [Chelate Resin/Ion Exchange Resin],
Kodansha University Press (1976) The original block copolymer used in the present invention can be produced, for example, by a living anionic polymerization method. In this case, the polymerization initiator is known butyllithium (n
+ Bee Hjerj), 2-methylbutyllithium, sodium naphthalene, sodium anthracene, α-methylstyrene tetramer sodium, sodium biphenyl, etc. are used, and aromatic hydrocarbons, cyclic ethers, aliphatic hydrocarbons (generally, Polymerization is carried out in a vacuum or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas (benzene, toluene, tetrahydrofuran, n-hexane, cyclohexane, etc.). ! 1.
.

本発明のブロック共重合体は、陰イオン交換基をもつ領
域^と陽イオン選択性イオン交換基あるいは陽イオン選
択性イオン交換基が容易に導入可能な官能基をもつ領域
百、あるいはこれら^、百2つの領域とイオン交換基を
もたない領域てからなるミクロ相分離構造を有する。そ
れぞれの領域は、ラメラ、球、棒、あるいはマトリック
ス相として存在するが、これら形態は原ブロック共重合
る。
The block copolymer of the present invention has a region having an anion exchange group and a region having a cation-selective ion-exchange group or a functional group into which a cation-selective ion-exchange group can be easily introduced; It has a microphase-separated structure consisting of 102 regions and a region without ion exchange groups. Each region exists as a lamella, sphere, rod, or matrix phase, and these forms are copolymerized into original blocks.

このように、ミクロ不均一構造をもつが由に、等任意に
成型が可能であり、イオン分析や廃液処理に用いるイオ
ン選択透過膜の他、電導性素材、生医学材料等多くの用
途が期待される。
Because it has a micro-heterogeneous structure, it can be molded into any desired shape, and is expected to have many uses, including ion selective permeation membranes used in ion analysis and waste liquid treatment, as well as conductive materials and biomedical materials. be done.

以下、実施例によって本発明を説明する。なお、実施例
において膜に導入されたリン酸基またはカルボン酸基を
定量するには、フィルムを食遍を1mol/l含む希水
酸化ナトリウム水溶液(pH中12)に20時間浸し、
水洗後、0.5Nの塩酸に20時間浸し、膜から遊離し
たナトリウムイオンを定量した。また、陰イオン交換容
量の測定(四級アミン基の定量)は、膜を希水酸化ナト
リウム水溶液で処理した後、1 mol/lの塩化カリ
ウム水溶液に20時間浸し、水洗、さらにその膜を1 
mo1/lの硝酸ナトリウムに20時間浸し、膜から遊
離した塩素イオンを定量することによって行った、ここ
で、ナトリウムイオンおよび塩素イオンの定量は常法に
より行った。−級アミン基(−NH,)の定量は、過剰
量の亜硝酸ナトリウム標準液(0,IN)を含む2Nの
塩酸でフィルムを20時間処理した後、未反応の亜硝酸
ナトリウムをスルファニル酸を用いて公知の方法により
標定することにより行った。
The present invention will be explained below with reference to Examples. In addition, in order to quantify the phosphoric acid group or carboxylic acid group introduced into the film in the examples, the film was immersed in a dilute aqueous sodium hydroxide solution (pH: 12) containing 1 mol/l of glutinous acid for 20 hours.
After washing with water, the membrane was immersed in 0.5N hydrochloric acid for 20 hours, and the sodium ions released from the membrane were quantified. In addition, to measure the anion exchange capacity (quantitative determination of quaternary amine groups), the membrane was treated with a dilute aqueous sodium hydroxide solution, then immersed in a 1 mol/l aqueous potassium chloride solution for 20 hours, washed with water, and then soaked in a dilute aqueous solution of sodium hydroxide.
The membrane was immersed in mo1/l sodium nitrate for 20 hours, and the chlorine ions released from the membrane were quantified. Here, the quantification of sodium ions and chloride ions was carried out by a conventional method. Quantification of -grade amine groups (-NH,) was performed by treating the film with 2N hydrochloric acid containing an excess amount of sodium nitrite standard solution (0, IN) for 20 hours, and then removing unreacted sodium nitrite with sulfanilic acid. The standardization was carried out using a known method.

実施例1 ナトリウム鏡を通して精製したベンゼン中で、5ec−
ブチルリチウム5.5 X 10−’ rnolを開始
剤として、スチレンと4−ビニルベンジルジメチルアミ
ン(以下、4−VBDMAと略記)とプタジェンを、ブ
タジェン6511スチレン12g、ブタジェン7、01
?、4− VBDMA 、191i1、ブタジェン6.
5Iの順に5段階で20時間毎に投入して重合を行ない
、poly C−polyA −poly C−pol
y B −poly C型の原ブロック共重合体を合成
した。重合温度は、4−VBDMAに対しては20℃、
他のモノマーに対しては30℃とし、重合は真空に封じ
たガラス容器中で行った。重合収率ははV1100%で
あった。膜浸透圧法で求めた中間重合体と最終重合体の
数平均分子量から最終重合体の各々ブロックあたりの分
子量を求めたところ最初に重合したポリブタジェンブロ
ックは1.9 X 10’ g/mol。
Example 1 In benzene purified through a sodium mirror, 5ec-
Using butyl lithium 5.5 x 10-' rnol as an initiator, styrene, 4-vinylbenzyldimethylamine (hereinafter abbreviated as 4-VBDMA), and putadiene, butadiene 6511 styrene 12 g, butadiene 7,01
? , 4-VBDMA, 191i1, butadiene 6.
Polymerization was carried out by adding 5I every 20 hours in 5 steps to form poly C-polyA -poly C-pol.
A y B -poly C type original block copolymer was synthesized. The polymerization temperature was 20°C for 4-VBDMA;
For other monomers, the temperature was 30° C., and the polymerization was carried out in a vacuum-sealed glass container. The polymerization yield was V1100%. The molecular weight per block of the final polymer was determined from the number average molecular weight of the intermediate polymer and final polymer determined by the membrane osmotic pressure method, and the first polybutadiene block was 1.9 x 10' g/mol.

ポリスチレンブロックは6.5 X 10’ 9/mo
1、中央のポリブタジェンブロックは2.ΩX I D
’ 、9/mol、ポリ(4−VBDMA )ブロック
は5.5 X 10’ g/mol、最後に重合したポ
リブタジェンブロックは1.8×1.0’ gkolで
あり、モノマー重量と開始剤モル数から計算によって求
めた値にほば一致した。
Polystyrene block is 6.5 X 10' 9/mo
1. The central polybutadiene block is 2. ΩX ID
' , 9/mol, the poly(4-VBDMA) block was 5.5 x 10' g/mol, the last polymerized polybutadiene block was 1.8 x 1.0' gkol, and the monomer weight and initiator The value almost agreed with the value calculated from the number of moles.

このようにして得られた原ブロック共重合体の5重量%
のベンゼン溶液を用いて水銀面上で溶媒蒸発法により得
た厚さ約60μmのフィルムをオスミウム酸水溶液で染
色し、透過型電子顕微鏡で観察したところ、ポリブタジ
ェン層(B)、ポリスチレン層(S)、およびポリ(4
−VBDMA)層(蜀とが−B−8−B−A−の繰り返
し単位で規則正しく並んだ3相ラメラ構造の存在が確認
された。
5% by weight of the original block copolymer thus obtained
A film with a thickness of about 60 μm obtained by a solvent evaporation method on a mercury surface using a benzene solution of , and poly(4
-VBDMA) layer (the existence of a three-phase lamellar structure in which the repeating units of -B-8-B-A-) were regularly arranged.

この原ブロック共重合体から同様に作製したフィルム0
.3.9をヨウ化メチルの蒸気中室源で10時間放置し
てA部分を4級化した後、20体積パーセントの一塩化
硫黄のニトロメタン溶液100d中に室温で3時間浸漬
してB部分を架橋した。
Film 0 similarly produced from this original block copolymer
.. 3.9 was left in an indoor source of methyl iodide vapor for 10 hours to quaternize part A, and then part B was immersed in 100 d of a 20 volume percent sulfur monochloride solution in nitromethane at room temperature for 3 hours. Crosslinked.

この架橋反応によりポリブタジェンの二重結合に起因す
る赤外吸収バンドは、はとんど消失することから、ポリ
ブタジェン部分の架橋度は100%近いことが確められ
た。さらにこのフィルムをクロロメチルメチルエーテル
45.F中に浸漬し、3℃に保ち、触媒として15gの
塩化アルミニウムを添加し、同じ温度で5時間放置する
ことにより、’F’)’−、vy□。2゜。7ア、2イ
、□9え。      ゛得られたフィルムの陰イオン
交換容量を通常の滴定法により求めたところ、測定値は
計算値の85%であった。また、   C−NMR測定
の結果スチレンモノマー単位あたり0.82個のクロロ
メチル基の存在が確認された。このフィルムをオスミウ
ム酸の1%水溶液で処理して、透過型電子顕微鏡で観察
したところ、はじめのラメラ構造は大して乱れることな
く保持されていることがわかった。
As a result of this crosslinking reaction, the infrared absorption band caused by the double bond of polybutadiene almost disappeared, and it was confirmed that the degree of crosslinking of the polybutadiene moiety was close to 100%. This film was further coated with 45% chloromethyl methyl ether. 'F')'-, vy□ by immersing in F and keeping at 3°C, adding 15 g of aluminum chloride as a catalyst and leaving at the same temperature for 5 hours. 2°. 7a, 2a, □9e. The anion exchange capacity of the obtained film was determined by a conventional titration method, and the measured value was 85% of the calculated value. Further, as a result of C-NMR measurement, the presence of 0.82 chloromethyl groups per styrene monomer unit was confirmed. When this film was treated with a 1% aqueous solution of osmic acid and observed under a transmission electron microscope, it was found that the original lamellar structure was maintained without being significantly disturbed.

実施例2 イ杢 実施例1で得られた原ブロック共重拌ら作製した厚さ6
0μmのフィルム0.519を実施例1と同様にポリ(
4−VBDMA )部分の4級化とポリブタジェン部分
の架橋を行った。
Example 2 Thickness 6 made from the original block obtained in Example 1
A 0 μm film 0.519 was coated with poly(
The 4-VBDMA) moiety was quaternized and the polybutadiene moiety was crosslinked.

さらに、このフィルムを二硫化炭素50mJ中に浸漬し
、塩化アルミニウム159と塩化アセチル1oIIを添
加し、還流下、5時間反応を行いポリスチレン部分にア
セチル基を導入した。こうして化学処理して得ら゛れた
フィルムは1690cm−’ 付近にカルボニル基特有
の赤外吸収バンドを示し13C−NMR測定の結果から
スチレンモノマー単位あたり0.81個のアセチル基を
もつことがわかった。また、透過型電子顕微鏡観察の結
果、はじめのラメラ構造は基本的に保たれていることが
確認された。
Further, this film was immersed in 50 mJ of carbon disulfide, 159 aluminum chloride and 1oII acetyl chloride were added, and reaction was carried out for 5 hours under reflux to introduce acetyl groups into the polystyrene portion. The film obtained through chemical treatment showed an infrared absorption band characteristic of carbonyl groups near 1690 cm-', and 13C-NMR measurements revealed that it had 0.81 acetyl groups per styrene monomer unit. Ta. Furthermore, as a result of transmission electron microscopy, it was confirmed that the initial lamellar structure was basically maintained.

実施例3 実施例1で得られた原ブロック共重合体から作製した厚
さ60μmのフィルム0.3 Fを実施例1と同様にポ
リ(4−VBDMA )部分の4級化とポリブタジェン
部分の架橋を行った。さらに実施例1と同様にポリスチ
レン部分のクロロメチル化を行った後、フィルムを20
重量パーセントのへキサメチレンテトラミンのクロロホ
ルム溶液で環流下5時間処理、メタノールで洗浄、最後
に、90℃の水で5時間処理を行った。得られたフィル
ムにライての赤外吸収スペクトルとH−NMRスペクト
ルの測定結果から、クロロメチル基がホルミル基(−C
HO)に変換されたことが確認された。
Example 3 A 0.3 F film with a thickness of 60 μm prepared from the original block copolymer obtained in Example 1 was subjected to quaternization of the poly(4-VBDMA) portion and crosslinking of the polybutadiene portion in the same manner as in Example 1. I did it. Furthermore, after chloromethylating the polystyrene portion in the same manner as in Example 1, the film was
It was treated with a weight percent hexamethylenetetramine solution in chloroform for 5 hours under reflux, washed with methanol, and finally treated with water at 90° C. for 5 hours. From the measurement results of the infrared absorption spectrum and H-NMR spectrum of the obtained film, it was found that the chloromethyl group is a formyl group (-C
It was confirmed that it was converted to HO).

すなわち、”H−NMRスペクトルでは、δ=4〜5付
近のクロロメチル基の水素に由来するピークが消え、新
たにδ=10付近にホルミル基の水素に由来するピータ
が現われ、赤外吸収スペクトルでは、1700cm’付
近にアルデヒドのC−0に由来する吸収バンドが現われ
た。また、このフィルムの陰イオン交換容量は計算値の
72%であった。
That is, in the "H-NMR spectrum, the peak derived from the hydrogen of the chloromethyl group around δ = 4 to 5 disappears, and the peak derived from the hydrogen of the formyl group newly appears around δ = 10, and the infrared absorption spectrum In this case, an absorption band derived from C-0 of aldehyde appeared around 1700 cm'.The anion exchange capacity of this film was 72% of the calculated value.

実施例4 実施例1で得られた原ブロック共重合体から作製した厚
さ60μmのフィルム0.51を実施例1と同様にポリ
(4−VBDMA )部分の4級化とポリブタジェン部
分の架橋およびポリスチレン部分のクロロメチル化を行
った。さらにこのフィルムをイミノニ酢酸−二ナトリウ
ム塩67g、水酸化ナトリウム3.3.9.ジオキサン
50耐および水5〇−の混合液で60℃で1時間処理し
、クロロメチル得られたフィルムは1700cm−’ 
 付近にカルボン酸基に特有な強い赤外吸収バンドを示
した、また、このカルボン酸基をナトリウム定量によっ
て測定したところ、スチレンモノマー単位あたり、12
個(8,2X10−’当量)のカルボン酸基が存在する
ことか分った。また、陰イオン交換容量は計算値の60
%(4,2X10−’当量)であった。
Example 4 A 60 μm thick film 0.51 produced from the original block copolymer obtained in Example 1 was subjected to quaternization of the poly(4-VBDMA) portion, crosslinking of the polybutadiene portion, and The polystyrene moiety was chloromethylated. Furthermore, this film was mixed with 67 g of iminoniacetic acid disodium salt and 3.3.9 g of sodium hydroxide. After treatment with a mixture of 50% dioxane and 50% water at 60°C for 1 hour, the film obtained using chloromethyl
A strong infrared absorption band characteristic of carboxylic acid groups was observed in the vicinity, and when this carboxylic acid group was measured by sodium quantification, it was found that 12
(8,2×10-' equivalents) of carboxylic acid groups were found to be present. In addition, the anion exchange capacity is the calculated value of 60
% (4,2 x 10-' equivalents).

実施例5 実施例1で得られた原ブロック共重合体から作製した厚
さ60trmのフィルム0.39を実施例1と同様にポ
!J (4−VBDMA )部分の4級化とポリブタジ
ェン部分の架橋およびポリスチレン部分のクロロメチル
化を行った。
Example 5 A 60 trm-thick film 0.39 mm made from the original block copolymer obtained in Example 1 was possesed in the same manner as in Example 1. The J(4-VBDMA) moiety was quaternized, the polybutadiene moiety was crosslinked, and the polystyrene moiety was chloromethylated.

得られたフィルムをベンゼン100m1に浸漬シ、1昼
夜放置した後、これにアンモニアを通じ、20℃で飽和
させてから、40℃でさらに5時間徐々に通じて、さら
に20℃で一昼夜放置し、クロロメチル化ポリスチレン
部分のアミン化を完結させ魁            
      へこのようにアミン化を行ったフィルムを
2019      □/aのマレイン酸ジエチルのエ
ーテル溶液に浸漬し、30℃で7日間反応を行い、アミ
ノメチル基を−CH*NHCHCOtC*Hs基に変換
した。続いてフィル― CHtCO叩CtHs ムをアセトン中に浸漬し、これに濃臭化水素酸を滴下し
、20時間還流し、エステルの加水分解を行い一〇几N
)ICHCOOH基とした。
The obtained film was immersed in 100 ml of benzene, left for one day and night, then ammonia was passed through it to saturate it at 20°C, the film was gradually heated to 40°C for another 5 hours, and further left at 20°C for one day and night. Complete amination of methylated polystyrene moiety
The film thus aminated was immersed in a 2019 □/a ether solution of diethyl maleate, and the reaction was carried out at 30°C for 7 days to convert the aminomethyl groups to -CH*NHCHCOtC*Hs groups. Subsequently, the CHtCO-beating CtHs film was immersed in acetone, concentrated hydrobromic acid was added dropwise thereto, and the mixture was refluxed for 20 hours to hydrolyze the ester.
) ICHCOOH group.

CH,C0OH 得られたフィルムは1700cm””付近にカルボン酸
基に特有な強い赤外吸収バンドを示した。また、このカ
ルボン酸基をナトリウム定量によって測定したところ、
スチレンモノマー単位あたり15個のカルボ/酸基が存
在することが分った。また、4級アミノ基は計算値の6
2%であった。
CH, COOH The obtained film showed a strong infrared absorption band characteristic of carboxylic acid groups around 1700 cm''. In addition, when this carboxylic acid group was measured by sodium quantification,
It was found that there were 15 carbo/acid groups per styrene monomer unit. In addition, the quaternary amino group is the calculated value of 6
It was 2%.

実施例6 実施例2でアセチル化を行って得たフィルム04Iを1
00dの三塩化リンに浸漬して2時間後、C)h  、 基とした。次にこのフィルムを0℃の水中に浸漬し、水
と希アルカリで洗浄した。
Example 6 Film 04I obtained by acetylation in Example 2 was
After 2 hours of immersion in 00d phosphorus trichloride, C) h was used as a base. Next, this film was immersed in water at 0°C and washed with water and dilute alkali.

得られたフィルムは、1250〜130 oCm−’ 
ノ領域にリン−酸素二重結合特有の強い赤外吸収バンド
を示した。また、膜中に導入されたリン酸基を定量した
ところ、スチレンモノマー単位あたり065個存在する
ことがわかった。
The obtained film had a temperature of 1250-130 oCm-'
A strong infrared absorption band characteristic of the phosphorus-oxygen double bond was observed in the region. Furthermore, when the number of phosphoric acid groups introduced into the film was quantified, it was found that there were 065 phosphoric acid groups per styrene monomer unit.

実施例7 ナトリウム鏡を通して精製したベンゼン中で、5ec−
ブチルリチウム2.9 X 10−’ mol を開始
剤として、インプレン9I!、スチレン15g、ブタジ
ェン18#、2−ビニルピリジン1819をこの順に4
段階で20時間毎に投入して重合を行ない、poly 
C−poly B −poly C−poly A型の
原ブロック共重合体を合成した。重合温度は2−ビニル
ピリジンに対しては20℃、他のモノマーに対しては3
0℃とし、真空に封じたガラス容器中で重合を行った。
Example 7 In benzene purified through a sodium mirror, 5ec-
Using 2.9 X 10-' mol of butyllithium as an initiator, Imprene 9I! , 15 g of styrene, 18 # of butadiene, and 1819 of 2-vinylpyridine in this order.
Polymerization is carried out by adding the polymer every 20 hours at
An original block copolymer of type C-poly B-poly C-poly A was synthesized. The polymerization temperature was 20°C for 2-vinylpyridine and 3°C for other monomers.
Polymerization was carried out in a glass container kept at 0° C. and sealed in vacuum.

重合収率はほぼ10’0%であった。膜浸透圧法で求め
た中間重合体と最終重合体の数平均分子から最終重合体
の各々のブロックあたりの分子量を求めたところ、ポリ
イソプレンブロックは3、 OX 10’ 9/mol
、ポリスチレンブロックは55x 1o’ 9/mol
 、ポリブタジエンプC7ツクは6.2×10’ I!
ko1、ポリ(2−ビニルピリジン)ブロックは6.3
X 10’ JF/n1o1であり、モノマー重量と開
始剤モル数から計算によって求めた値にほぼ一致した。
The polymerization yield was approximately 10'0%. The molecular weight per block of the final polymer was determined from the number average molecule of the intermediate polymer and final polymer determined by membrane osmotic pressure method, and the polyisoprene block was 3.OX 10' 9/mol
, the polystyrene block is 55x 1o' 9/mol
, polybutadiene C7 is 6.2 x 10' I!
ko1, poly(2-vinylpyridine) block is 6.3
X 10' JF/n1o1, which almost coincided with the value calculated from the monomer weight and the number of moles of initiator.

このようにして得られた原ブロック共重合体の5重量%
のベンゼン溶液を用いて水銀面上で溶媒蒸発法により得
た厚さ約60廁のフィルムをオスミウム酸水溶液で染色
し透過型電子顕微鏡で観察したところ、ポリジエン層(
D)、ポリスチレン層(S)、およびポリ(2−ビニル
ピリジン)層(P)トが−D−8−D−P−の繰り返し
単位で規則正しく並んだ3相ラメラ構造の存在が確認さ
れた。
5% by weight of the original block copolymer thus obtained
A film with a thickness of approximately 60 μm obtained by solvent evaporation on a mercury surface using a benzene solution of
The existence of a three-phase lamellar structure in which D), the polystyrene layer (S), and the poly(2-vinylpyridine) layer (P) were regularly arranged in repeating units of -D-8-D-P- was confirmed.

この原ブロック共重合体から同様に作製したフィルム0
.69をショートプロパンの蒸気中に40℃で8日間放
置してP部分を4級化した後、20体積パーセントの一
塩化硫黄のニトロメタン溶液100−中に室温で3時間
浸漬してD部分を架橋した。さらに、このフィルムを二
硫化炭素100d中に浸漬し、塩化アルミニウム3ap
と塩化アセチル20gをこの中に添加し、2時間還流を
行った後、30℃で2日間放置し、ポリスチレン部分に
アセチル基を導入した。このようにして得られたフィル
ムの、C−NMR測定の結果からスチレンモノマー単位
あたり085個のアセチル基が導入されたことがわかっ
た。また、透過型電子顕微鏡観察の結果、ラメラ構造は
基本的に保持されていることが確認された。
Film 0 similarly produced from this original block copolymer
.. 69 was left in short propane vapor at 40 °C for 8 days to quaternize the P portion, and then immersed in a 20 volume percent sulfur monochloride solution in nitromethane 100-100 at room temperature for 3 hours to crosslink the D portion. did. Furthermore, this film was immersed in 100 d of carbon disulfide, and 3 ap of aluminum chloride was added.
and 20 g of acetyl chloride were added thereto, refluxed for 2 hours, and then left at 30° C. for 2 days to introduce acetyl groups into the polystyrene portion. From the results of C-NMR measurement of the film thus obtained, it was found that 085 acetyl groups were introduced per styrene monomer unit. Further, as a result of observation using a transmission electron microscope, it was confirmed that the lamellar structure was basically maintained.

実施例8 実施例7でアセチル化を行ったフィルム0,4gを氷酢
酸100−に浸漬し、アイスバスな用いて冷却しつつ、
この中に臭素10I!を滴下し、8時間放置し、アセチ
ル基の臭素化を行った。
Example 8 0.4 g of the film acetylated in Example 7 was immersed in 100% of glacial acetic acid, and while cooling using an ice bath,
10I of bromine in this! was added dropwise and left for 8 hours to bromine the acetyl group.

このフィルムを100−〇N 、 N’−ジメチルホヤ
エアオ、・よ浸漬し、ユ。中にイミ、ジアヤ、ト=ヘト
リル20J’を加え、6時間90℃に保ち、水とアセト
ンで洗浄後、さらにこのフィルムを100−の濃塩酸で
5時間加熱処理し、続いてフィルムを水som/、エタ
ノール30dおよび水酸化バリウム9Iからなる混合液
中に80℃で6時間浸漬し、シアノ基の加水分解を行っ
た、以上の操作によりアセチル基を−coc几N(CH
1cOOHh基に変換した。得られたフィルムは170
0cm−’  付近にカルボン酸特有の強い赤外吸収バ
ンドを示した。また、このカルボン酸基を定量したとこ
ろ、スチレンモ゛ ツマ一単位あたり1.1個のカルボ
ン酸基の存在が確かめられた。
This film was immersed in 100-0N, N'-dimethyl-dimethylhydrochloride. After adding 20 J' of Imi, Ziaya, and Trihetryl and keeping it at 90°C for 6 hours and washing with water and acetone, the film was further heat-treated with 100-concentrated hydrochloric acid for 5 hours, and then the film was soaked in water som. /, 30d of ethanol and 9I of barium hydroxide at 80°C for 6 hours to hydrolyze the cyano group. Through the above operations, the acetyl group was converted into -cocN(CH
1cOOHh group. The obtained film was 170
A strong infrared absorption band characteristic of carboxylic acids was observed near 0 cm-'. Further, when the carboxylic acid groups were quantified, it was confirmed that there were 1.1 carboxylic acid groups per unit of styrene resin.

実施例9 実施例7で得られた原ブロック共重合体のベンゼン溶液
から作製した厚さ約60μmのフィルム0.3 Fを実
施例7と同様にポリ(2−ビニルピリジン)部分の4級
化とポリジエン部分の架橋を行った。さらに実施例1と
同様にポリスチレン部分のクロロメチル化を行った。後
、実施例3と同様にクロロメチル基をホルミル基に変換
した。フィルムにホルミル基が導入されたことは、赤外
吸収スペクトルと1H−NMRスペクトルによって確認
した。
Example 9 A 0.3 F film with a thickness of approximately 60 μm prepared from a benzene solution of the original block copolymer obtained in Example 7 was subjected to quaternization of the poly(2-vinylpyridine) portion in the same manner as in Example 7. and crosslinking of the polydiene portion. Furthermore, the polystyrene portion was chloromethylated in the same manner as in Example 1. Thereafter, the chloromethyl group was converted into a formyl group in the same manner as in Example 3. The introduction of formyl groups into the film was confirmed by infrared absorption spectrum and 1H-NMR spectrum.

実施例10 実施例9で最終的に得られたフィルムを塩化アンモニウ
ム5゜4y1シアン化ナトリウム5.119、濃アンモ
ニア水10−、メタノール2syrl、および水30−
からなる混合溶液に浸漬し、35℃で約6時間放置した
。次に、この液中に水酸化ナトリウム1611とメタノ
ール2511Llおよび水10〇−の混合溶液を添加し
、還流下2時間放置した。
Example 10 The film finally obtained in Example 9 was mixed with 5.4y1 of ammonium chloride, 5.119% of sodium cyanide, 10% of concentrated aqueous ammonia, 2syrl of methanol, and 30% of water.
It was immersed in a mixed solution consisting of the following, and left at 35°C for about 6 hours. Next, a mixed solution of 1,611 L of sodium hydroxide, 2,511 L of methanol, and 100 L of water was added to this liquid, and the mixture was left to stand under reflux for 2 hours.

その後、フィルムを取り出し希塩酸で洗浄した。Thereafter, the film was taken out and washed with dilute hydrochloric acid.

変換した。得られたフィルムに含まれる一級アミノ基と
カルボン酸基を定量したところ、スチレンモノマー単位
あたりそれぞれ、025コと024コとハハ等量であっ
た。また、4級アミン基の量は、化学処理前のフィルム
の重量とモノマー組成から計算される値の約50%であ
った。
Converted. When the primary amino groups and carboxylic acid groups contained in the obtained film were quantified, they were found to be equivalent to 025 and 024 groups, respectively, per styrene monomer unit. Further, the amount of quaternary amine groups was about 50% of the value calculated from the weight of the film before chemical treatment and the monomer composition.

実施例11 実施例9で最終的に得られたフィルムをマロン酸191
9濃アンモニア水9gおよび80−のエタノールの混合
液に浸し、還流下6時間放置した後、エタノールを蒸溜
により取り除き、フィルムを炭酸ナトリウムの0.1 
M水溶液(45℃)に浸した。
Example 11 The film finally obtained in Example 9 was treated with malonic acid 191
After soaking in a mixture of 9g of concentrated ammonia water and 80% of ethanol and leaving under reflux for 6 hours, the ethanol was removed by distillation, and the film was soaked in a solution of 0.1% of sodium carbonate.
It was immersed in an aqueous solution of M (45°C).

さらにこのフィルムを2〜5℃の希塩酸に5時間浸漬し
、希アルカリ水溶液と水で洗浄した。以上の操作により
ホルミル基を−CHCH,C0OH基に変換■ Nル した。得られたフィルムに含まれる一級アミン基とカル
ボン酸基の量は、それぞれ、スチレンモノマー単位あた
り0.32コと0.31’コとほぼ等しく、4級アミン
基の量は計算値の約55%であった。
Further, this film was immersed in dilute hydrochloric acid at 2 to 5° C. for 5 hours, and washed with dilute aqueous alkaline solution and water. By the above operations, the formyl group was converted to -CHCH,C0OH group. The amounts of primary amine groups and carboxylic acid groups contained in the obtained film are approximately equal to 0.32 and 0.31' per styrene monomer unit, respectively, and the amount of quaternary amine groups is about 55 of the calculated value. %Met.

実施例12 実施例7でアセチル化を行って得られたフィルム0.4
1を実施例8と同様にアセチル基の臭素化を行った。続
いてこのフィルムを50−の酢酸エチル中に浸漬し、還
流を行いつつこの中に50dの酢酸エチルと3011の
イミノジ酢酸エチルを混合して得た溶液を1時間に渡っ
て滴下し、沸点よりわずかに低い温度で20時間放置し
た。以上の手順によってアセチル基を−COCIもN(
C几C00CtH−)w基に変換した。さらに、このエ
ステル基を加水分解して−COC&N (CルC00H
)を基とするため、フィルムをアセトン中に浸漬し、こ
れに濃臭化水素酸を滴下して20時間還流した。
Example 12 Film 0.4 obtained by acetylation in Example 7
1 was subjected to bromination of the acetyl group in the same manner as in Example 8. Next, this film was immersed in 50-d ethyl acetate, and while refluxing, a solution obtained by mixing 50-d ethyl acetate and 3011-iminodiacetate was added dropwise over 1 hour. It was left at a slightly lower temperature for 20 hours. By the above procedure, the acetyl group is converted to -COCI and N(
It was converted into a C00CtH-)w group. Furthermore, this ester group is hydrolyzed to -COC&N (ClC00H
), the film was immersed in acetone, to which concentrated hydrobromic acid was added dropwise and refluxed for 20 hours.

得られたフィルムは170 ocm−’付近にカルボン
酸基に特有な強い赤外吸収バンドを示し、このカルボン
酸基を定量したところスチレンモノマー単位あたり13
個存在することがわかった。また、4級アミノ基は計算
値の60%であった。
The obtained film showed a strong infrared absorption band characteristic of carboxylic acid groups around 170 ocm-', and when this carboxylic acid group was quantified, it was found to be 13% per styrene monomer unit.
It turns out that there are. Further, the amount of quaternary amino groups was 60% of the calculated value.

実施例13 実施例12で最終的に得られたフィルム0.31を実施
例6と同様な方法でリン酸化反応を行い、すh 変換した。得られたフィルムは1700cm−’付近に
〕C−0結合の、また1 250〜1300cm−’の
領域にリン−酸素二重結合の強い赤外吸収バンドを示し
た。また、元素分析の結果リン原子は炭素原子の3.6
重量%であった。この値からリン酸基を計算すると、ス
チレンモノマー単位あたり、約0.5コとなり、前述の
ナトリウム定量法から求めた陽イオン交換容量は1.4
1X10−”当量であり、それに矛盾しない。
Example 13 The film 0.31 finally obtained in Example 12 was subjected to a phosphorylation reaction in the same manner as in Example 6 to convert it into Suh. The obtained film showed a strong infrared absorption band of the C-0 bond near 1700 cm-' and a strong infrared absorption band of the phosphorus-oxygen double bond in the region of 1250 to 1300 cm-'. In addition, as a result of elemental analysis, the phosphorus atom is 3.6 times the carbon atom.
% by weight. If we calculate the phosphate group from this value, it will be about 0.5 groups per styrene monomer unit, and the cation exchange capacity determined from the sodium determination method described above is 1.4.
1X10-'' equivalent, consistent with that.

実施例14 実施例1で得られた原ブロック共重合体のベンゼン溶液
から作製した厚さ6011mのフィルム03gをヨウ化
メチルの蒸気中室温で10時間放置してポリ(4−VB
DMA )部分を4級化し、2g/aの塩化第二スズの
n−ヘキサン溶液で室温で4時間処理しポリプタジェ二
/部分を架橋した。さらに、実施例2と同様にしてポリ
スチレン部分のアセチル化を行った、続いて、フィルム
を無水塩化亜鉛10J’とクロロホルム100m/の混
合物中に入れ、との中にチオグリコール酸30gを1時
間に渡って除々に加え、還流下15時間放置した。
Example 14 03 g of a 6011 m thick film prepared from a benzene solution of the original block copolymer obtained in Example 1 was left in methyl iodide vapor at room temperature for 10 hours to form poly(4-VB).
The DMA ) moiety was quaternized and treated with a 2 g/a solution of stannic chloride in n-hexane at room temperature for 4 hours to crosslink the polyptage di/moiety. Furthermore, the polystyrene portion was acetylated in the same manner as in Example 2. Subsequently, the film was placed in a mixture of 10 J' of anhydrous zinc chloride and 100 m/h of chloroform, and 30 g of thioglycolic acid was added to the mixture for 1 hour. The mixture was added gradually over the course of the reaction and left under reflux for 15 hours.

冷却後、フィルムをアセトン、ジオキサン、および水で
洗浄した。これらの手順によりスチレン部ムを1Nの塩
酸に20時間浸漬して、アミン部分の対イオンを塩素と
した後、乾燥し、元素分析を行ったところ炭素70.9
重量%、窒素21重量%、水素82重量%、酸素7.2
重量%、硫黄6.1重量%、塩素55重量%であった。
After cooling, the film was washed with acetone, dioxane, and water. Through these steps, the styrene part was immersed in 1N hydrochloric acid for 20 hours to change the counter ion of the amine part to chlorine, dried, and elemental analysis revealed that carbon was 70.9
Weight%, nitrogen 21% by weight, hydrogen 82% by weight, oxygen 7.2%
% by weight, 6.1% by weight of sulfur, and 55% by weight of chlorine.

この炭素と硫黄の重量比から一3CutCOOH基の数
を計算するとスチレンモノマー単位あたり約1.2コと
なる。また、このフィルムは;C=O結合特有の赤外吸
収バンドを示し、前述のナトリウム定量法によって求め
てカルボン酸基の数も、スチレンモノマ単位あたり約1
.2コであった。
The number of 1-3CutCOOH groups is calculated from this carbon to sulfur weight ratio to be about 1.2 per styrene monomer unit. In addition, this film exhibits an infrared absorption band specific to C=O bonds, and the number of carboxylic acid groups is approximately 1 per styrene monomer unit, as determined by the sodium quantitative method described above.
.. There were 2 of them.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 モノマー単位あたり20モル%以上の陰イオン交換
基をもつ高分子poly■とモノマー単位あたり20モ
ル%以上の陽イオン選択性イオン交換基あるいは陽イオ
ン選択性イオン交換基を容易に導入可能な官能基をもつ
高分子poly■と高分子polyCからなり、pol
y■、poly■はモノマー単位で各々に対し5〜95
モル%含有し、poly■はモノマー単位でpoly■
とpoly■の合計量に対して0〜90モル%含有し、
各ブロック単位の分子量が10^3〜10^6g/mo
lであり、高分子polyCがpolyCに含まれる二
重結合で架橋されているかあるいは架橋されていないブ
ロック共重合体。 (ここで、poly■は、次のモノマー群Aから選ばれ
るモノマーの重合体に陰イオン交換基を導入したもので
あり、(モノマー群A・ビニルピリジン、ビニルピリミ
ジン、ビニルキノリン、ビニルカルバゾール、ビニルイ
ミダゾールおよびこれらの炭素数が1から12の炭化水
素置換基を有する化合物、 ▲数式、化学式、表等があります▼で表わされる o、m、p−ビニルフエニルアルキレンジアルキルアミ
ン(ただし、R_3およびR_4は各々炭素数が1から
12のアルキル基、aは1から3の整数である。)) poly■は次の一般式で表わされる高分子であり、 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、R_1は水素またはメチル基、Rxは以下か
ら選ばれる陽イオン選択性イオン交換基あるいは陽イオ
ン選択性イオン交換基を容易に導入可能な官能基である
。 (1)−CH_2X、−COCH_3、(Xは塩素ある
いは臭素)(2)−CH_2NH_2、−CHO、−C
OCH_2Br(3)▲数式、化学式、表等があります
▼ −COCH_2N(CH_2CO_2R_2)_2、−
COCH_2N(CH_2CN)_2−COCH_2N
(CH_2CH_2CN)_2、−CH_2N^+(C
_2H_4OH)_3(ただし、R_2は炭素数1から
6のアルキル基)(4)▲数式、化学式、表等がありま
す▼ (ただし、xは1から6の整数)) 高分子polyCは、下記のジエン系のモノマーの重合
体である。 (ジエン系のモノマー:フタジエン、イソプレン、シク
ロヘキサジエン、ペンタジエン))2、モノマー単位あ
たり20モル%以上の陰イオン交換基を導入可能な高分
子polyAとモノマー単位あたり20モル%以上のポ
リスチレンあるいはポリ(α−メチルスチレン)、 polyBと高分子polyCからなり、polyA、
polyBはモノマー単位で各々に対し5〜95モル%
含有し、polyCはモノマー単位で0〜90モル%含
有し、各ブロック単位の分子量が10^3〜10^6g
/molであるブロック共重合体のpolyA部分に陰
イオン交換基を導入した後、polyB部分をハロメチ
ル化またはアセチル化し、さらにハロメチル化されたま
たはアセチル化されたpolyB部分に、陽イオン選択
性イオン交換基または陽イオン選択性イオン交換基を容
易に導入可能な官能基を導入することあるいはさらに任
意の段階でpolyCに含まれる二重結合で架橋するこ
とと特徴とするブロック共重合体の製造方法。 (ここで、polyAは次のモノマー群Aから選ばれる
モノマーの重合体であり、(モノマー群A:ビニルピリ
ジン、ビニルピリミジンビニルキノリン、ビニルカルバ
ゾール、ビニルイミダゾール、およびこれらの炭素数が
1から12の炭化水素置換基を有する化合物 ▲数式、化学式、表等があります▼で表わされる o、m、p−ビニルフエルアルキレンジアルキルアミン
(ただし、R_3およびR_4は各々炭素数が1から1
2のアルキル基、aは1から3の整数である。)、 陽イオン選択性イオン交換基あるいは陽イ オン選択性イオン交換基を容易に導入可能な官能基が (1)−CH_2X、−COCH_3、(Xは塩素ある
いは臭素)(2)−CH_2NH_2、−CHO、−C
OCH_2Br(3)▲数式、化学式、表等があります
▼ −COCH_2N(CH_2CO_2R_2)_2、−
COCH_2N(CH_2CN)_2−COCH_2N
(CH_2CH_2CN)_2、−CH_2N(C_2
H_4OH)_3(ただし、R_2は炭素数1から6の
アルキル基)であり、polyCは下記のジエン系モノ
マーの重合体である。 (ブタジエン、イソプレン、シクロヘキサ ジエン、ペンタジエン))
[Scope of Claims] 1 A polymer poly■ having an anion exchange group of 20 mol % or more per monomer unit and a cation-selective ion exchange group or a cation-selective ion exchange group of 20 mol % or more per monomer unit Consisting of polymer poly■ and polymer polyC, which have functional groups that can be easily introduced, pol
y■, poly■ are monomer units, each having a value of 5 to 95
Contains mol%, poly■ is monomer unit poly■
Contains 0 to 90 mol% based on the total amount of and poly■,
Molecular weight of each block unit is 10^3~10^6g/mo
A block copolymer in which the polymer polyC is crosslinked with a double bond contained in polyC or is not crosslinked. (Here, poly■ is a polymer of monomers selected from the following monomer group A with an anion exchange group introduced, (monomer group A: vinylpyridine, vinylpyrimidine, vinylquinoline, vinylcarbazole, vinyl Imidazole and these compounds having a hydrocarbon substituent having 1 to 12 carbon atoms, ▲Mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. are available. are each an alkyl group with a carbon number of 1 to 12, and a is an integer of 1 to 3.)) Poly■ is a polymer represented by the following general formula, and there are ▲mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ ( However, R_1 is hydrogen or a methyl group, and Rx is a cation-selective ion exchange group selected from the following or a functional group into which a cation-selective ion exchange group can be easily introduced. (1) -CH_2X, -COCH_3, (X is chlorine or bromine) (2) -CH_2NH_2, -CHO, -C
OCH_2Br(3)▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ -COCH_2N(CH_2CO_2R_2)_2, -
COCH_2N(CH_2CN)_2-COCH_2N
(CH_2CH_2CN)_2, -CH_2N^+(C
_2H_4OH)_3 (However, R_2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms) (4) ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. are available ▼ (However, x is an integer from 1 to 6)) The polymer polyC is the diene shown below. It is a polymer of monomers of the system. (Diene monomers: phtadiene, isoprene, cyclohexadiene, pentadiene)) 2. Polymer polyA that can introduce 20 mol% or more anion exchange groups per monomer unit and polystyrene or poly( α-methylstyrene), consisting of polyB and high molecular weight polyC, polyA,
polyB is 5 to 95 mol% of each monomer unit
Contains polyC, which contains 0 to 90 mol% in monomer units, and the molecular weight of each block unit is 10^3 to 10^6 g.
/mol After introducing an anion exchange group into the polyA part of the block copolymer, the polyB part is halomethylated or acetylated, and then the halomethylated or acetylated polyB part is subjected to cation-selective ion exchange. A method for producing a block copolymer, which comprises introducing a functional group into which a group or a cation-selective ion exchange group can be easily introduced, or further crosslinking with a double bond contained in polyC at an arbitrary step. (Here, polyA is a polymer of monomers selected from the following monomer group A. Compounds with hydrocarbon substituents ▲ Numerical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼
In the alkyl group of 2, a is an integer from 1 to 3. ), cation-selective ion exchange groups or functional groups into which cation-selective ion exchange groups can be easily introduced are (1) -CH_2X, -COCH_3, (X is chlorine or bromine) (2) -CH_2NH_2, -CHO ,-C
OCH_2Br(3)▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ -COCH_2N(CH_2CO_2R_2)_2, -
COCH_2N(CH_2CN)_2-COCH_2N
(CH_2CH_2CN)_2, -CH_2N(C_2
H_4OH)_3 (where R_2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), and polyC is a polymer of the following diene monomer. (butadiene, isoprene, cyclohexadiene, pentadiene))
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53119141A (en) * 1977-03-24 1978-10-18 Yoko Seisakusho Kk Golf club
JPS5940059U (en) * 1982-09-10 1984-03-14 三洋電機株式会社 Cooker handle device
JPS5949021A (en) * 1982-08-10 1984-03-21 エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン Polyphase mos integrated circuit

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