JPS6212927B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6212927B2
JPS6212927B2 JP56004013A JP401381A JPS6212927B2 JP S6212927 B2 JPS6212927 B2 JP S6212927B2 JP 56004013 A JP56004013 A JP 56004013A JP 401381 A JP401381 A JP 401381A JP S6212927 B2 JPS6212927 B2 JP S6212927B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
polymer
polyoxymethylene
molecular weight
ethylene oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP56004013A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57117521A (en
Inventor
Kazuhiko Matsuzaki
Minoru Hamada
Hisaya Sakurai
Harutaka Sekya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP401381A priority Critical patent/JPS57117521A/en
Publication of JPS57117521A publication Critical patent/JPS57117521A/en
Publication of JPS6212927B2 publication Critical patent/JPS6212927B2/ja
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は安定なポリアセタールの製法に関する
ものである。更に詳しくは数平均分子量が10000
以上であるポリオキシメチレンとアルキレンオキ
シドとを、ルイス酸の存在下にて反応せしめ、熱
安定性、塩基安定性等の安定性と機械物性の両面
に優れた安定なポリアセタールを製造する方法に
関するものである。 エンジニアリング・プラスチツクとして工業的
に生産されているポリアセタールには、ホルムア
ルデヒドの単独重合体であるアセタールホモポリ
マーと、トリオキサンとエチレンオキシド、1,
4−ブタンジオールホルマール等の環状エーテル
とを共重合して得られるアセタールコポリマーの
二種類の重合体が知られている。 アセタールコポリマーは、主としてオキシメチ
レン基より成る主鎖中にオキシアルキレン基が分
布する構造を有しており、アセタールコポリマー
のエンジニアリング・プラスチツクとしての性能
は、オキシアルキレン基の含有率が一定の場合に
は、主鎖中のオキシアルキレン基の分布によつて
決定される。即ち主鎖中にオキシアルキレン基が
ランダム状態に分布した、いわゆるランダムコポ
リマーは熱安定性、塩基安定性等の安定性及び引
張強度、引張伸度等の機械物性に優れている。一
方主鎖中にオキシアルキレン基がブロツク状態に
分布した、いわゆるブロツクコポリマーは逆に、
安定性及び機械物性が劣つている。従つて主鎖中
のオキシアルキレン基をいかにランダムに分布せ
しめるかがアセタールコポリマー製造技術上の最
も重要なポイントの1つである。 特公昭44−27667号公報には、ポリオキシメチ
レンとエチレンオキシドとを、酸性反応媒質中で
反応させる方法が開示されている。この発明では
酸性反応媒質中のエチレンオキシド濃度は高く、
ポリオキシメチレンに対して大過剰のエチレンオ
キシドが用いられている。高濃度のエチレンオキ
シドを用いるこの発明の方法では、主鎖中にオキ
シエチレン基はブロツク状態で挿入され、ブロツ
クコポリマーが生成し、安定性、機械物性に劣る
コポリマーが得られるのみである。またこの発明
では主鎖中に挿入されるべきエチレンオキシドに
較べて、圧倒的に多量のエチレンオキシドが用い
られており、過剰のエチレンオキシドは酸性触媒
により、カチオン開環重合をうけ、エチレンオキ
シドの単独重合体を形成する。従つて反応におけ
るエチレンオキシドの選択率は不良であり、この
方法は工業生産上著しく不利である。 本発明の第1の目的は、オキシアルキレン基が
オキシメチレン基よりなる主鎖中にランダムに分
布した、ランダムコポリマーを製造する方法を提
供する事にある。 また本発明の第2の目的は、オキシアルキレン
基のランダムな分布に起因する良好なる安定性と
機械物性とを併せ持つた、エンジニアリング・プ
ラスチツクとしての価値の高いポリアセタールを
製造する方法を提供する事にある。 また本発明の第3の目的は、反応におけるアル
キレンオキシドの選択率の良好な工業的製造を提
供する事にある。 本発明者らは、ポリオキシメチレンの安定化反
応を広く検討した結果、ポリオキシメチレンとア
ルキレンオキシドとを、ルイス酸の存在下にて反
応させるに際して、アルキレンオキシドの有機媒
体中における濃度(M)を Mc=0.096P+0.003 (M:アルキレンオキシド濃度、Mc:限界濃度、
P:ポリオキシメチレン濃度、単位はいずれも重
量部/有機媒体−100重量部)にて規定される限
界濃度(Mc)以下に維持する場合には、安定性
と機械物性の両面にわたつて優れた安定はポリア
セタールが高い収率で得られる事を見出し、本発
明を完成するに至つた。 以下本発明を具体的に説明する。 本発明で出発原料として用いられるポリオキシ
メチレンは、オキシメチレン基(−OCH2−)の
繰り返しよりなる重合体であり、重合体の両末端
が水酸基である重合体、または重合体の片末端あ
るいは両末端を公知の方法で封鎖した重合体であ
る。重合体末端の封鎖法としては、エステル化
法、エーテル化法、ウレタン化法等が公知であ
る。 またポリオキシメチレンの分子量(数平均分子
量)は少なくとも10000以上である事が必要であ
るが、反応の結果得られるポリアセタールの実用
上の性能より見て30000以上である事がより好ま
しい。また分子量の上限は主として所望のポリア
セタールの分子量と、分子量調節剤を使用する際
には、分子量調節剤の使用量により決定される
が、500000以下である事がより好ましい。 本発明においてポリオキシメチレンと反応され
るべきアルキレンオキシドとしては、一般式 (R0:水素、アルキル基、置換アルキル基、アリ
ール基、置換アリール基より選ばれ、各々同一で
あつても異なつていても良い、m=2〜6)で表
わされる構造を有する化合物が第1にあげられ
る。例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、trans−2,3−エポキ
シブタン、cis−2,3−エポキシブタン、イソ
ブチレンオキシド、オキセタン、3,3−ビス
(クロルメチル)オキセタン、テトラヒドロフラ
ン、2−メチルテトラヒドロフラン、オキセパ
ン、スチレンオキシド、p−クロルスチレンオキ
シド等がこのグループに含まれる。 またこれ等の化合物の他に、シクロヘキセンオ
キシド等も用いる事が出来る。 これらのアルキレンオキシドの中でも、反応の
結果生成されるポリアセタールの性能よりみてエ
チレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレン
オキシド、スチレンオキシド及びシクロヘキセン
オキシドが好ましく、更にはエチレンオキシドが
特に好ましい。 本発明でポリオキシメチレンとアルキレンオキ
シドとの反応には、ルイス酸が触媒として用いら
れる。ルイス酸の第1のグループとしては、四塩
化錫、四臭化錫、四塩化チタン、三塩化アルミニ
ウム、塩化亜鉛、三塩化バナジウム、五弗化リ
ン、三塩化アンチモン、五弗化アンチモン、三塩
化ホウ素、三臭化ホウ素、三弗化ホウ素、三弗化
ホウ素メタノレート、三弗化ホウ素ジエチルエー
テレート、三弗化ホウ素ジブチルエーテレート、
三弗化ホウ素トリエチルアミン酢体、三弗化ホウ
素ジオキサネート、三弗化ホウ素アセテイツクア
ンハイドレート等の三弗化ホウ素酢体、三弗化ホ
ウ素ポリエチレングリコール配位化合物、三弗化
ホウ素エチレンオキシド配位化合物、三弗化ホウ
素テトラヒドロフラン配位化合物、三弗化ホウ素
エピクロルヒドリン配位化合物等の三弗化ホウ素
配位化合物等のフリーデル−クラフト型化合物が
あげられる。 またルイス酸の第2のグループとしては、過塩
素酸、アセチルパークロレート、t−ブチルパー
クロレート、ヒドロキシ酢酸、トリクロル酢酸、
三弗化メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン
酸等の無機酸および有機酸がある。 ルイス酸の第3のグループとしては、トリフエ
ニルメチルヘキサフロロアンチモネート、アリル
ジアゾニウムヘキサクロロホスフエート、トリエ
チルオキソニウムテトラフロロボレート等の複合
塩化合物がある。 ルイス酸の第4のグループとしては、トリエチ
ルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライ
ド、アルミニウムイソプロポキシド、ジエチル亜
鉛、トリエトキシホウ素等の有機金属化合物があ
る。 またこれらの4つのグループの他に、モリブデ
ンオキシドアセチルアセトネート等もルイス酸と
して用いる事が可能である。 これらのルイス酸のうち、フリーデルークラフ
ト型化合物と複合塩化合物が活性の点でより好ま
しいが、無機酸、有機酸および有機金属化合物も
添加量を増加する事により、フリーデルークラフ
ト型化合物および複合塩化合物と同等の効果をも
たらす事ができる。 またこれらのルイス酸のうちでも三弗化ホウ
素、三弗化ホウ素酢体及び三弗化ホウ素配位化合
物が好ましく、更には三弗化ホウ素ジブチルエー
テレートが最も好ましく用いられる。 本発明においては、分子量調節剤を用いて安定
化ポリアセタール重合体の分子量を任意に調節す
る事もできる。 本発明で用いる事のできる分子量調節剤として
は、アセタール化合物、オルトギ酸エステル、ア
ルコール、カルボン酸、カルボン酸無水物および
水があげられる。 アセタール化合物の第1のグループとしては、
R2OCH2OR2、HOCH2OR2で表わされるホルマー
ル化合物、ヘミホルマール化合物がある。ここで
R2はアルキル基である。具体的にはメチラー
ル、ジエトキシメタン、ジ−iso−プロポキシメ
タン、ジ−n−ブトキシメタン、ブトキシハイド
ロキシメタン等があげられる。 アセタール化合物の第2のグループとしては、
R2O(CH2O)oR2で表わされるポリアセタール化
合物がある。ここでnは2〜20の整数である。具
体的にはジオキシメチレンジメトキシド、テトラ
オキシメチレンジオクトキシド、デカオキシメチ
レンジイソプロポキシド、ジオキシメチレンジエ
トキシド等があげられる。これらの化合物は単体
として単離されるのは困難である事が多く、通常
は混合物として使用される。これらの化合物の重
合度(n)は、核磁気共鳴スペクトル、ガスクロ
マトグラフイー、液体クロマトグラフイー等の手
段を用いて決定する事ができる。 アセタール化合物の第3のグループとしては、
The present invention relates to a method for producing stable polyacetals. For more details, the number average molecular weight is 10000.
This relates to a method for producing a stable polyacetal that is excellent in both stability such as thermal stability and base stability and mechanical properties by reacting the above polyoxymethylene and alkylene oxide in the presence of a Lewis acid. It is. Polyacetal, which is industrially produced as an engineering plastic, includes acetal homopolymer, which is a homopolymer of formaldehyde, trioxane and ethylene oxide, 1,
Two types of acetal copolymers obtained by copolymerizing 4-butanediol with a cyclic ether such as formal are known. Acetal copolymers have a structure in which oxyalkylene groups are distributed in the main chain mainly consisting of oxymethylene groups, and the performance of acetal copolymers as engineering plastics is as follows when the content of oxyalkylene groups is constant. , determined by the distribution of oxyalkylene groups in the main chain. That is, a so-called random copolymer in which oxyalkylene groups are randomly distributed in the main chain has excellent stability such as thermal stability and base stability, and mechanical properties such as tensile strength and tensile elongation. On the other hand, so-called block copolymers in which oxyalkylene groups are distributed in a block state in the main chain, conversely,
Poor stability and mechanical properties. Therefore, how to randomly distribute the oxyalkylene groups in the main chain is one of the most important points in the production technology of acetal copolymers. Japanese Patent Publication No. 44-27667 discloses a method of reacting polyoxymethylene and ethylene oxide in an acidic reaction medium. In this invention, the concentration of ethylene oxide in the acidic reaction medium is high;
A large excess of ethylene oxide relative to polyoxymethylene is used. In the method of the present invention using a high concentration of ethylene oxide, the oxyethylene group is inserted in the main chain in a block state, resulting in a block copolymer, which is only inferior in stability and mechanical properties. Furthermore, in this invention, an overwhelmingly large amount of ethylene oxide is used compared to the ethylene oxide that should be inserted into the main chain, and the excess ethylene oxide undergoes cationic ring-opening polymerization with an acidic catalyst to form an ethylene oxide homopolymer. Form. Therefore, the selectivity of ethylene oxide in the reaction is poor, and this method is extremely disadvantageous in terms of industrial production. A first object of the present invention is to provide a method for producing a random copolymer in which oxyalkylene groups are randomly distributed in the main chain consisting of oxymethylene groups. A second object of the present invention is to provide a method for producing polyacetal, which has both good stability and mechanical properties due to the random distribution of oxyalkylene groups, and is highly valuable as an engineering plastic. be. A third object of the present invention is to provide industrial production with good selectivity of alkylene oxide in the reaction. As a result of extensive studies on the stabilization reaction of polyoxymethylene, the present inventors found that when polyoxymethylene and alkylene oxide are reacted in the presence of a Lewis acid, the concentration (M) of alkylene oxide in an organic medium is Mc=0.096P+0.003 (M: alkylene oxide concentration, Mc: critical concentration,
P: Polyoxymethylene concentration (unit: parts by weight/organic medium - 100 parts by weight) is maintained below the limit concentration (Mc), which provides excellent stability and mechanical properties. They discovered that stable polyacetals can be obtained in high yields, leading to the completion of the present invention. The present invention will be specifically explained below. The polyoxymethylene used as a starting material in the present invention is a polymer consisting of repeating oxymethylene groups (-OCH 2 -), and is a polymer in which both ends of the polymer are hydroxyl groups, or one end or It is a polymer with both ends blocked by a known method. Esterification methods, etherification methods, urethanization methods, etc. are known as methods for blocking polymer terminals. The molecular weight (number average molecular weight) of polyoxymethylene must be at least 10,000 or more, but it is more preferably 30,000 or more in view of the practical performance of the polyacetal obtained as a result of the reaction. The upper limit of the molecular weight is mainly determined by the desired molecular weight of the polyacetal and, if a molecular weight regulator is used, the amount of the molecular weight regulator used, but it is more preferably 500,000 or less. In the present invention, the alkylene oxide to be reacted with polyoxymethylene has the general formula A compound having a structure represented by (R 0 : selected from hydrogen, alkyl group, substituted alkyl group, aryl group, substituted aryl group, each of which may be the same or different, m = 2 to 6) This comes first. For example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, trans-2,3-epoxybutane, cis-2,3-epoxybutane, isobutylene oxide, oxetane, 3,3-bis(chloromethyl)oxetane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, oxepane , styrene oxide, p-chlorostyrene oxide, etc. are included in this group. In addition to these compounds, cyclohexene oxide and the like can also be used. Among these alkylene oxides, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide and cyclohexene oxide are preferred, and ethylene oxide is particularly preferred, in view of the performance of the polyacetal produced as a result of the reaction. In the present invention, a Lewis acid is used as a catalyst for the reaction between polyoxymethylene and alkylene oxide. The first group of Lewis acids includes tin tetrachloride, tin tetrabromide, titanium tetrachloride, aluminum trichloride, zinc chloride, vanadium trichloride, phosphorus pentafluoride, antimony trichloride, antimony pentafluoride, trichloride. Boron, boron tribromide, boron trifluoride, boron trifluoride methanolate, boron trifluoride diethyl etherate, boron trifluoride dibutyl etherate,
Boron trifluoride acetate such as boron trifluoride triethylamine acetate, boron trifluoride dioxanate, boron trifluoride acetate anhydrate, boron trifluoride polyethylene glycol coordination compound, boron trifluoride ethylene oxide coordination compound Examples include Friedel-Crafts type compounds such as boron trifluoride coordination compounds such as , boron trifluoride tetrahydrofuran coordination compounds, and boron trifluoride epichlorohydrin coordination compounds. The second group of Lewis acids includes perchloric acid, acetyl perchlorate, t-butyl perchlorate, hydroxyacetic acid, trichloroacetic acid,
There are inorganic acids and organic acids such as trifluoromethanesulfonic acid and p-toluenesulfonic acid. The third group of Lewis acids includes complex salt compounds such as triphenylmethylhexafluoroantimonate, allyldiazonium hexachlorophosphate, and triethyloxonium tetrafluoroborate. A fourth group of Lewis acids includes organometallic compounds such as triethylaluminum, diethylaluminum chloride, aluminum isopropoxide, diethylzinc, and triethoxyboron. In addition to these four groups, molybdenum oxide acetylacetonate and the like can also be used as Lewis acids. Among these Lewis acids, Friederu-Crafts type compounds and complex salt compounds are more preferable in terms of activity, but inorganic acids, organic acids, and organometallic compounds can also be used by increasing the amount added. It can bring about the same effect as salt compounds. Among these Lewis acids, boron trifluoride, boron trifluoride acetate and boron trifluoride coordination compounds are preferred, and boron trifluoride dibutyl etherate is most preferably used. In the present invention, the molecular weight of the stabilized polyacetal polymer can also be arbitrarily adjusted using a molecular weight regulator. Molecular weight modifiers that can be used in the present invention include acetal compounds, orthoformates, alcohols, carboxylic acids, carboxylic acid anhydrides, and water. The first group of acetal compounds are:
There are formal compounds and hemiformal compounds represented by R 2 OCH 2 OR 2 and HOCH 2 OR 2 . here
R 2 is an alkyl group. Specific examples include methylal, diethoxymethane, di-iso-propoxymethane, di-n-butoxymethane, and butoxyhydroxymethane. The second group of acetal compounds are:
There is a polyacetal compound represented by R 2 O(CH 2 O) o R 2 . Here, n is an integer from 2 to 20. Specific examples include dioxymethylene dimethoxide, tetraoxymethylene dioctoxide, decaoxymethylene diisopropoxide, dioxymethylene diethoxide, and the like. These compounds are often difficult to isolate as single substances and are usually used as a mixture. The degree of polymerization (n) of these compounds can be determined using means such as nuclear magnetic resonance spectroscopy, gas chromatography, and liquid chromatography. The third group of acetal compounds is

【式】で表わされるアセタール化合物 がある。具体的にはジメチルアセタール、ジエチ
ルアセタール、ジ−iso−プロピルアセタール、
ジ−t−ブチルアセタール、ジヘキシルアセター
ル、ジオクチルアセタール等があげられる。 オルトギ酸エステルは、HC(OR33で表わさ
れる化合物であり、R3はアルキル基、アリール
基より選ばれた基である。具体的には、オルトギ
酸メチル、オルトギ酸エチル、オルトギ酸ジエチ
ルプロピル、オルトギ酸プロピル、オルトギ酸フ
エニル等があげられる。 アルコールは、R3OHで表わされる化合物であ
り、具体的にはメタノール、エタノール、n−プ
ロパノール、iso−ブタノール、ラウリルアルコ
ール、ステアリルアルコール等の脂肪族アルコー
ル、ベンジルアルコール、2−フエニルエタノー
ル等の芳香族アルコールがある。 カルボン酸は、R4COOHで表わされる化合物
であり、R4は水素、アルキル基、アリール基よ
り選ばれた基である。具体的にはギ酸、酢酸、プ
ロピオン酸、ラウリン酸、ステアリン酸等の脂肪
族カルボン酸、安息香酸、iso−フタル酸等の芳
香族カルボン酸がある。 カルボン酸無水物は、
There is an acetal compound represented by the formula: Specifically, dimethyl acetal, diethyl acetal, di-iso-propyl acetal,
Examples include di-t-butyl acetal, dihexyl acetal, dioctyl acetal, and the like. Orthoformate is a compound represented by HC(OR 3 ) 3 , where R 3 is a group selected from an alkyl group and an aryl group. Specific examples include methyl orthoformate, ethyl orthoformate, diethylpropyl orthoformate, propyl orthoformate, and phenyl orthoformate. Alcohol is a compound represented by R 3 OH, and specifically includes aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-butanol, lauryl alcohol, and stearyl alcohol, benzyl alcohol, and 2-phenyl ethanol. There are aromatic alcohols. Carboxylic acid is a compound represented by R 4 COOH, where R 4 is a group selected from hydrogen, an alkyl group, and an aryl group. Specifically, there are aliphatic carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, lauric acid and stearic acid, and aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and iso-phthalic acid. Carboxylic acid anhydride is

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】で表わさ れる化合物である。ここでR5は水素もしくはア
ルキル基である。具体的には無水酢酸、無水プロ
ピオン酸、無水ステアリン酸、無水コハク酸、無
水ドデセニルコハク酸、無水マレイン酸等の脂肪
族カルボン酸無水物、無水フタル酸、4−メチル
無水フタル酸等の芳香族カルボン酸無水物があ
る。 これらの分子量調節剤のうちでも、重合体の熱
安定性、塩基安定性等の安定性を向上させる観点
より、R2OCH2OR2で表わされるホルマール化合
物、R2O(CH2O)oR2で表わされるポリアセター
ル化合物、および
It is a compound represented by the formula: Here, R 5 is hydrogen or an alkyl group. Specifically, aliphatic carboxylic anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, stearic anhydride, succinic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, and maleic anhydride; aromatic carboxylic anhydrides such as phthalic anhydride and 4-methylphthalic anhydride; There are acid anhydrides. Among these molecular weight modifiers, formal compounds represented by R 2 OCH 2 OR 2 , R 2 O (CH 2 O) o are used from the viewpoint of improving stability such as thermal stability and base stability of the polymer. A polyacetal compound represented by R 2 , and

【式】で表わされる アセタール化合物が好ましく、更には精製および
入手の容易さより、メチラール、ジエチルアセタ
ールが特に好ましい。 ポリオキシメチレンとアルキレンオキシドとの
反応は、有機媒体中で行なわれる。 本発明において用いる事のできる有機媒体とし
ては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペン
タン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、ク
ロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリク
ロルエチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素、ク
ロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン等のハロゲ
ン化芳香族炭化水素がある。これらの有機媒体は
単独で用いても良く、あるいは2種以上混合して
用いても差し支えない。 分子量調節剤を使用する場合には、分子量調節
剤は反応系中に均一に溶解もしくは分散されて用
いられる。分子量調節剤の系中における濃度は、
所望するポリアセタールの分子量の要求に応じ
て、容易に実験によつて決定する事ができる。 本発明では、アルキレンオキシドの有機媒体中
における濃度(M)は Mc=0.096P+0.003 (M:アルキレンオキシド濃度、Mc:限界濃度、
P:ポリオキシメチレン濃度、単位はいずれも重
量部/有機媒体−100重量部)にて規定される限
界濃度(Mc)以下に維持される事が必要であ
る。 アルキレンオキシドが限界濃度以上の濃度で用
いられた場合には、主鎖中に挿入されたオキシア
ルキレン基はブロツク状態となる。またこの場合
にはアルキレンオキシドの単独重合体が多量に生
成し、アルキレンオキシドの選択率が大巾に低下
する。 一方アルキレンオキシドが限界濃度以下の濃度
で用いられた場合には、反応の結果生成する重合
体がランダムコポリマーとなり、熱安定性、塩基
安定性等の安定性と、引張強度、引張伸度等の機
械物性との両面に優れたポリアセタールを得る事
が出来る。更にはアルキレンオキシドの単独重合
体の生成は殆んど認められず、アルキレンオキシ
ドの選択率は良好となる。 本発明においてルイス酸は、1−10-7〜1×
10-1モル/−有機媒体の濃度で用いられる。 反応温度は通常−20〜230℃の間で設定される
が、ポリオキシメチレン濃度(P)が0〜35(重
量部/有機媒体−100重量部)の場合には10〜150
℃の間で、ポリオキシメチレン濃度(P)が35以
上の場合には、80〜230℃の間で設定される事が
多い。 反応時間については特に制限はないが、5秒〜
300分の間で設定される。 所定の反応時間の経過後、重合体に、水酸化ナ
トリウム、アミン、第四級アンモニウム塩等の塩
基性物質が添加され反応は終了する。重合体は通
常、水、アルコールと共に加熱され、不安定部分
を除去され、次いで安定剤等が加えられた後実用
に供される。 以上詳しく述べてきた本発明の製法を用いる事
により、良好なポリアセタールの取得が可能とな
つた。本発明の特色を列挙すると、以下の如くで
ある。 (1) オキシメチレン基より成る主鎖中に、オキシ
アルキレン基がランダムに分布したランダムコ
ポリマーを製造する事が可能である事 (2) 安定性及び機械物性の両面に優れたポリアセ
タールが得られる事 (3) 主鎖中のオキシアルキレン基の含有率が十分
高いポリアセタールが得られる事 (4) 反応におけるアルキレンオキシドの選択率が
高く、アルキレンオキシド損失が少ない事 (5) 分子量調節剤を用いる事により、ポリアセタ
ールの分子量を任意に調節しうる事 (6) 特定の分子量調節剤を用いる事により、分子
量調節と同時に、安定性の向上を達成出来る
事。 以下の実施例における測定値は、次の測定法に
よる。 還元粘度:p−クロルフエノール−テトラクロ
ルエチレン(1:1重量比)溶液中で、0.5gr/
dlの重合体濃度、60℃にて測定。分子量の尺度で
ある。 塩基安定化収率:1%のトリブチルアミンを含
むベンジルアルコール中で、重合体濃度5%にて
150℃、60分間加熱処理した際の重合体回収率。
安定性の尺度である。 Rv222:真空下222℃にて50分間加熱した際の
重合体の残存量。安定性の尺度である。 引張降伏点強度・引張降伏点伸度:重合体20
部、水80部、メタノール10部、トリエチルアミン
0.20部をオートグレーブに仕込み150℃、1時間
加熱し重合体中の不安定部分を除去する。この重
合体100部にシアノグアニジン0.2部、2,2−メ
チレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフエ
ノール)0.5部を加え、50mmφ押出機を用いて造
粒後、成形した。成形品の引張降伏点強度、引張
降伏点伸度はASTM D−638に基づいて測定、
機械物性の尺度。 N.M.R.:p−クロルフエノール溶液中で、重
合体濃度5%にて165℃にて測定、オキシアルキ
レン基の含有率と分布とを分析。 以下若干の実施例により本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例により限定されるもので
はない。 実施例 1 2.95の還元粘度を有し、減圧下にて十分乾燥さ
れたポリオキシメチレンジハイドロキシド5.02
Kg、分子量調節剤としてメチラール2.32gr、エチ
レンオキシド250grおよび無水のトルエン50Kgを
反応槽に仕込んだ。仕込みの後、反応槽の内容物
を70℃に加熱昇温した。反応槽に三弗化ホウ素ジ
ブチルエーテレート1.23grを加えて反応を開始し
た。反応槽の内温を70℃に45分間維持した後、
130grのトリブチルアミンを含む550grのトルエン
を加え反応を停止した。重合体を別後、大量の
メタノールにて5回洗滌し、5.03Kgの重合体を回
収した。この重合体の還元粘度は1.76であり、所
望の分子量を有していた。またこの重合体の塩基
安定化収率は97%、塩基安定化後の重合体のRv
は99.2%であり、良好な安定性を有していた。 この重合体の引張降伏点強度、引張降伏点伸度
はそれぞれ638Kg/cm2、25%であり良好な機械物
性を有していた。 またN.M.R.測定の結果、この重合体中にはオ
キシエチレン基が、オキシメチレン基100モルに
対して1.53モル%含有されていた。またオキシエ
チレン基の分布は下表に示す通りランダムであつ
た。
An acetal compound represented by the formula is preferable, and methylal and diethyl acetal are particularly preferable from the viewpoint of ease of purification and availability. The reaction between polyoxymethylene and alkylene oxide is carried out in an organic medium. Organic media that can be used in the present invention include aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane, and cyclopentane, benzene, toluene,
Examples include aromatic hydrocarbons such as xylene, halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, ethylene chloride, and trichloroethylene, and halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and o-dichlorobenzene. These organic media may be used alone or in combination of two or more. When using a molecular weight regulator, the molecular weight regulator is uniformly dissolved or dispersed in the reaction system. The concentration of the molecular weight regulator in the system is
Depending on the requirements of the desired molecular weight of the polyacetal, it can be easily determined by experiment. In the present invention, the concentration (M) of alkylene oxide in the organic medium is Mc=0.096P+0.003 (M: alkylene oxide concentration, Mc: critical concentration,
P: Polyoxymethylene concentration (unit: parts by weight/organic medium - 100 parts by weight) must be maintained below the critical concentration (Mc). When alkylene oxide is used at a concentration above the critical concentration, the oxyalkylene group inserted into the main chain becomes blocked. Further, in this case, a large amount of alkylene oxide homopolymer is produced, and the selectivity of alkylene oxide is greatly reduced. On the other hand, when alkylene oxide is used at a concentration below the critical concentration, the polymer produced as a result of the reaction becomes a random copolymer, which has poor stability such as thermal stability and base stability, and poor tensile strength and tensile elongation. It is possible to obtain polyacetal with excellent mechanical properties. Furthermore, almost no homopolymer of alkylene oxide is observed, and the selectivity of alkylene oxide is good. In the present invention, the Lewis acid is 1-10 -7 to 1×
Used at a concentration of 10 -1 mol/- organic medium. The reaction temperature is usually set between -20 and 230°C, but when the polyoxymethylene concentration (P) is 0 to 35 (parts by weight/organic medium -100 parts by weight), the temperature is set at 10 to 150°C.
℃, and when the polyoxymethylene concentration (P) is 35 or higher, it is often set between 80 and 230℃. There is no particular limit to the reaction time, but from 5 seconds
Set between 300 minutes. After a predetermined reaction time has elapsed, a basic substance such as sodium hydroxide, amine, or quaternary ammonium salt is added to the polymer, and the reaction is terminated. The polymer is usually heated with water and alcohol to remove unstable parts, and then stabilizers and the like are added before it is put into practical use. By using the production method of the present invention described in detail above, it has become possible to obtain a good polyacetal. The features of the present invention are listed below. (1) It is possible to produce a random copolymer in which oxyalkylene groups are randomly distributed in the main chain consisting of oxymethylene groups. (2) Polyacetals with excellent stability and mechanical properties can be obtained. (3) A polyacetal with a sufficiently high content of oxyalkylene groups in the main chain can be obtained. (4) The selectivity of alkylene oxide in the reaction is high and there is little loss of alkylene oxide. (5) By using a molecular weight regulator. , The molecular weight of polyacetal can be adjusted arbitrarily (6) By using a specific molecular weight regulator, it is possible to simultaneously adjust the molecular weight and improve stability. Measured values in the following examples are based on the following measurement method. Reduced viscosity: 0.5gr/in p-chlorophenol-tetrachlorethylene (1:1 weight ratio) solution
Polymer concentration of dl, measured at 60℃. It is a measure of molecular weight. Base stabilization yield: at 5% polymer concentration in benzyl alcohol containing 1% tributylamine
Polymer recovery rate when heat treated at 150℃ for 60 minutes.
It is a measure of stability. Rv222: The amount of polymer remaining after heating at 222°C under vacuum for 50 minutes. It is a measure of stability. Tensile yield point strength/Tensile yield point elongation: Polymer 20
80 parts water, 10 parts methanol, triethylamine
0.20 part was placed in an autograve and heated at 150°C for 1 hour to remove unstable parts in the polymer. 0.2 parts of cyanoguanidine and 0.5 parts of 2,2-methylene-bis(4-methyl-6-t-butylphenol) were added to 100 parts of this polymer, and the mixture was granulated and molded using a 50 mmφ extruder. The tensile yield point strength and tensile yield point elongation of molded products are measured based on ASTM D-638.
A measure of mechanical properties. NMR: Measured in a p-chlorophenol solution at 165°C with a polymer concentration of 5%, and analyzed the content and distribution of oxyalkylene groups. The present invention will be explained below with reference to some examples.
The present invention is not limited to these examples. Example 1 Polyoxymethylene dihydroxide having a reduced viscosity of 2.95 and thoroughly dried under reduced pressure 5.02
2.32 gr of methylal as a molecular weight regulator, 250 gr of ethylene oxide, and 50 kg of anhydrous toluene were charged into the reaction tank. After charging, the contents of the reaction tank were heated to 70°C. The reaction was started by adding 1.23g of boron trifluoride dibutyl etherate to the reaction tank. After maintaining the internal temperature of the reaction tank at 70℃ for 45 minutes,
The reaction was stopped by adding 550 gr of toluene containing 130 gr of tributylamine. After separating the polymer, it was washed five times with a large amount of methanol, and 5.03 kg of polymer was recovered. This polymer had a reduced viscosity of 1.76 and a desired molecular weight. The base stabilization yield of this polymer was 97%, and the Rv of the polymer after base stabilization was 97%.
was 99.2%, indicating good stability. The tensile strength at yield point and elongation at tensile yield point of this polymer were 638 Kg/cm 2 and 25%, respectively, and it had good mechanical properties. Further, as a result of NMR measurement, this polymer contained 1.53 mol% of oxyethylene groups based on 100 mol of oxymethylene groups. Furthermore, the distribution of oxyethylene groups was random as shown in the table below.

【表】 またエチレンオキシドの選択率(重合体中に挿
入されたエチレンオキシド/反応したエチレンオ
キシド)は、94%と良好であつた。 実施例 2〜8 実施例1で用いたエチレンオキシドを第1表に
示した量で用いた他は、全て実施例1と同じ試薬
を用い、実施例1と同様に操作した。結果を第1
表に示した。いづれの実施例においても、良好な
安定性と機械物性とを併せ持つランダムコポリマ
ーが得られている。またエチレンオキシドの選択
率も良好である。 比較例 1〜4 実施例1で用いたエチレンオキシドを、第1表
に示した量で用いた他は、全て実施例1と同じ試
薬を用い、実施例1と同様に操作した。結果を第
1表に示した。エチレンオキシドを高濃度で用い
ると、安定性、機械物性とも不良であり、主鎖中
のオキシエチレン基はブロツク状態となり且つ含
有率も低下している。またエチレンオキシドの選
択率も低下し、エチレンオキシドの単独重合が同
時におこつている事を示している。 実施例 9〜11 実施例1で用いた試薬のうち、エチレンオキシ
ドを608grに増加させ、且つポリオキシメチレン
を第2表に示した量で使用した他は、全て実施例
1と同様に操作し結果を第2表に示した。いづれ
の実施例においても良好な重合体が得られてい
る。 比較例 5〜6 実施例1で用いた試薬のうち、エチレンオキシ
ドを608grに増加させ、且つポリオキシメチレン
を第2表に示した量で使用した他は、全て実施例
1と同様に操作し結果を第2表に併せて示した。
いづれの比較例においてもオキシエチレン基のブ
ロツク性は増し且つエチレンオキシドの選択率も
低下している。 実施例 12 還元粘度3.25のポリオキシメチレンジアセテー
ト200gr、プロピレンオキシド12gr、シクロヘキ
サン1000grをフラスコに仕込み、フラスコの内容
物を75℃まで加熱昇温した。 次いでトリエチルオキソニウムテトラフロロボ
レート15mgをフラスコに添加する事によつて反応
を開始せしめた。 フラスコの内容物を75℃に35分間維持した後、
トリエチルアミン12grを加え反応を停止させた。
別、洗滌、乾燥を行ない重合体201grを得た。
この重合体の還元粘度は2.75、塩基安定化収率は
92%、塩基安定化後の重合体のRvは98.5%であ
つた。 またN.M.R.測定の結果、この重合体中にはオ
キシプロピレン基
[Table] Furthermore, the selectivity of ethylene oxide (ethylene oxide inserted into the polymer/ethylene oxide reacted) was as good as 94%. Examples 2 to 8 The same reagents as in Example 1 were used, and the same procedures as in Example 1 were carried out, except that the ethylene oxide used in Example 1 was used in the amount shown in Table 1. Results first
Shown in the table. In all Examples, random copolymers having both good stability and mechanical properties were obtained. Moreover, the selectivity of ethylene oxide is also good. Comparative Examples 1 to 4 The same reagents as in Example 1 were used, and the same operations as in Example 1 were carried out, except that the ethylene oxide used in Example 1 was used in the amount shown in Table 1. The results are shown in Table 1. When ethylene oxide is used at a high concentration, both stability and mechanical properties are poor, and the oxyethylene groups in the main chain become blocked and the content decreases. Furthermore, the selectivity of ethylene oxide also decreased, indicating that homopolymerization of ethylene oxide was occurring at the same time. Examples 9 to 11 All operations were performed in the same manner as in Example 1, except that among the reagents used in Example 1, ethylene oxide was increased to 608 gr, and polyoxymethylene was used in the amount shown in Table 2. are shown in Table 2. Good polymers were obtained in all Examples. Comparative Examples 5 to 6 All operations were performed in the same manner as in Example 1, except that among the reagents used in Example 1, ethylene oxide was increased to 608 gr, and polyoxymethylene was used in the amount shown in Table 2. are also shown in Table 2.
In all comparative examples, the blocking properties of oxyethylene groups increased and the selectivity of ethylene oxide decreased. Example 12 A flask was charged with 200 gr of polyoxymethylene diacetate having a reduced viscosity of 3.25, 12 gr of propylene oxide, and 1000 gr of cyclohexane, and the contents of the flask were heated to 75°C. The reaction was then started by adding 15 mg of triethyloxonium tetrafluoroborate to the flask. After maintaining the contents of the flask at 75 °C for 35 minutes,
The reaction was stopped by adding 12g of triethylamine.
Separately, washing and drying were performed to obtain 201gr of polymer.
The reduced viscosity of this polymer is 2.75, and the base stabilization yield is
The Rv of the polymer after base stabilization was 98.5%. Furthermore, as a result of NMR measurement, oxypropylene groups were found in this polymer.

【式】が、オキシ メチレン基100モルに対して2.20モル%に含有さ
れており、その分布はほぼランダムである事が判
明した。 またプロピレンオキシドの選択率は89%であり
良好であつた。 実施例 13〜17 還元粘度2.80のポリオキシメチレン(全未端の
53%はヒドロキシル基、47%はメトキシ基)5.00
Kg、第3表に示したアルキレンオキシド、分子量
調節剤を使用する場合には分子量調節剤およびト
ルエン25Kgを反応槽に仕込んだ。第3表に示した
ルイス酸を反応槽に添加する事によつて反応を開
始せしめた。 フラスコの内容物を60℃に65分間維持した後、
トリエチルアミン500grを加え反応を停止させ
た。次いで別、洗滌、乾燥を用ない第3表に示
す結果を得た。いづれの実施例においても、所望
の分子量を有し、安定性、機械物性の良好なラン
ダムコポリマーが得られている。 比較例 7、8 実施例12で用いた試薬のうち、プロピレンオキ
シドを第3表に示す如く増加させて用いた他は、
全て実施例12と同じ試薬を用い、実施例12と同様
に操作した。結果を第3表に示した。プロピレン
オキシドを高濃度で用いる事は好ましくない事が
明らかである。 実施例 18 熱媒によつて105℃に加熱されたジヤケツトを
有する内径2インチ、長さ4mの耐圧スクリユー
コンベアに以下の組成を有するスラリーを3.5
Kg/HRの割合で連続的に供給した。 ポリオキシメチレンジメトキシド (還元粘度2.25) 52.0wt% エチレンオキシド 4.1wt% トルエン 43.9wt% 三弗化ホウ素ジオキサネート 0.01wt% スクリユーコンベアの出口より重合体をサンプ
リングし、分析に供したところ次の結果を得た。 還元粘度 1.92 塩基安定化収率 93.5% 引張降伏点強度 620Kg/cm2 エチレンオキシド含有率 1.61モル% N.M.R.測定の結果この重合体中のオキシエチ
レン基はランダムに分布している事が判明した。
[Formula] was found to be contained in an amount of 2.20 mol % based on 100 mol of oxymethylene groups, and its distribution was found to be almost random. Moreover, the selectivity of propylene oxide was 89%, which was good. Examples 13-17 Polyoxymethylene with a reduced viscosity of 2.80 (all
53% hydroxyl group, 47% methoxy group) 5.00
25 kg of alkylene oxide shown in Table 3, a molecular weight modifier when a molecular weight modifier was used, and toluene were charged into the reaction tank. The reaction was started by adding the Lewis acids listed in Table 3 to the reaction vessel. After maintaining the contents of the flask at 60 °C for 65 minutes,
The reaction was stopped by adding 500g of triethylamine. Then, the results shown in Table 3 were obtained without using separation, washing, or drying. In all Examples, random copolymers having desired molecular weights and good stability and mechanical properties were obtained. Comparative Examples 7 and 8 Among the reagents used in Example 12, except for increasing propylene oxide as shown in Table 3,
All the same reagents as in Example 12 were used, and the same procedure as in Example 12 was carried out. The results are shown in Table 3. It is clear that the use of propylene oxide in high concentrations is undesirable. Example 18 3.5 liters of slurry having the following composition was placed in a pressure-resistant screw conveyor with an inner diameter of 2 inches and a length of 4 m having a jacket heated to 105°C by a heating medium.
It was supplied continuously at the rate of Kg/HR. Polyoxymethylene dimethoxide (reduced viscosity 2.25) 52.0wt% Ethylene oxide 4.1wt% Toluene 43.9wt% Boron trifluoride dioxanate 0.01wt% The polymer was sampled from the exit of the screw conveyor and analyzed, and the following results were obtained. Obtained. Reduced viscosity 1.92 Base stabilized yield 93.5% Tensile strength at yield 620 Kg/cm 2 Ethylene oxide content 1.61 mol% NMR measurements revealed that the oxyethylene groups in this polymer were randomly distributed.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 数平均分子量が10000以上であるポリオキシ
メチレンとアルキレンオキシドとを、ルイス酸を
用いて、有機媒体中で反応させるに際して、一般
(R0:水素、アルキル基、置換アルキル基、アリ
ール基、置換アリール基より選ばれ、各々同一で
あつても異なつていても良い、m=2〜6)で表
されるアルキレンオキシドの有機媒体中における
濃度(M)を Mc=0.096 P+0.003 (M:アルキレンオキシド濃度、Mc:限界濃度、
P:ポリオキシメチレン濃度、単位はいずれも重
量部/有機媒体−100重量部)にて規定される限
界濃度(Mc)以下に維持することを特徴とする
安定なポリアセタールの製法。
[Claims] 1. When polyoxymethylene having a number average molecular weight of 10,000 or more and an alkylene oxide are reacted in an organic medium using a Lewis acid, the general formula (R 0 : hydrogen, alkyl group, substituted alkyl group, aryl group, substituted aryl group, each of which may be the same or different, m = 2 to 6) The concentration (M) in the medium is Mc=0.096 P+0.003 (M: alkylene oxide concentration, Mc: critical concentration,
P: A method for producing a stable polyacetal, characterized by maintaining the polyoxymethylene concentration below the limit concentration (Mc) defined in (all parts by weight/organic medium - 100 parts by weight).
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