JPS63139905A - ビニリデン基を有するスチレン系重合体およびその製造方法 - Google Patents

ビニリデン基を有するスチレン系重合体およびその製造方法

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JPS63139905A
JPS63139905A JP28747886A JP28747886A JPS63139905A JP S63139905 A JPS63139905 A JP S63139905A JP 28747886 A JP28747886 A JP 28747886A JP 28747886 A JP28747886 A JP 28747886A JP S63139905 A JPS63139905 A JP S63139905A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本攬」B砿昆量 本発明は、ベンゼン環上にビニリデン基を有するスチレ
ン系重合体およびその製造方法に関する。
本発明の重合体は、金属化した後これを高分子開始剤と
し、例えばアクリル系モノマーをグラフト重合し、多官
能グラフト共重合体を合成するための幹ポリマーとして
有用である。
金属化ポリマーを高分子開始剤とし、アニオン重合法に
より多官能グラフト共重合体を合成するためには、 i)金属化ポリマーが汎用溶媒に可溶であること ii )金属化効率が良い(好ましくは100%)こと iii )開始剤効果が良いこと iv)枝ポリマーの重合がリビング重合系であること が必要である。
本発明者らは先に、ポリパラメチルスチレン(PPMS
)またはスチレンーバラメチルスヂレン−スチレン三元
共重合体のメチル基をn−ブチルリチウム/テトラメチ
ルエチレンジアミン系等でリチウム化し、該金属化幹ポ
リマーを開始剤として枝ポリマーをグラフト重合によっ
て合成する際に、幹ポリマーのゲル化物ないし沈澱を一
旦1.1=ジフェニルエチレンなどのビニリデンモノマ
ーと反応させると汎用溶媒に均一に溶解し、該金属化幹
ポリマーのビニリデンモノマー付加物を開始剤として用
いることにより、成長アニオン末端のカルボニル付加な
どの副反応を抑制しつつアクリル糸上ツマ−をグラフト
共重合できることを見出した。特願昭60−23922
3号参照。
しかしながらこの方法では、金属化効率が10%でない
ため未反応金属化試薬から重合したホモポリマーがグラ
フトポリマー中に混在する。従ってホモポリマーの混在
を避けようとすれば、1.1−ジフェニルエチレン等を
反応させる前に、生じた沈澱を洗浄し、未反応金属化試
薬を除去する必要があった。
そこで本発明者らは、先に述べた要件を満たす、金属化
して多官能グラフト共重合体の合成に高分子開始剤とし
て使用し得る新しい幹ポリマーの合tc ヲ81み、1
−フェニル−1−(4−ビニルフェニル)エチレン(P
 V P E)およびその類縁体のホモポリマー、また
はそれらとスチレン系および/または共役ジエン系モノ
マーとの共重合体がこの目的に通うものであることを知
り、本発明を完成するに至った。PVPEおよびその類
縁体の重合体もしくは共重合体は、金属化点がベンゼン
環上のペンダントビニリデン基にあり、かつ該金属化点
はかさ高い置換基にはさまれている。そのためこれを金
属化してアニオン重合法によって多官能グラフト共重合
体を合成する場合、多種類の七ツマ−を選択することが
できる。またビニリデン基がポリマー主鎖にないため、
1.4−結合の共役ジエン系ポリマーのように金属化に
より主鎖切断等の副反応を生じない。さらにかさ高い置
換基を有する有機リチウム等は、メチルメタクリレート
等のアクリル糸上ツマ−の重合においてカルボニル付加
などの副反応を抑制する働きを有する。その上前記重合
体の重合収率が高いので、多官能グラフト共重合体の合
成工程の簡略化を目的として、幹ポリマーの重合、その
金属化およびグラフト重合を引き続いて実施した場合、
未反応モノマーが重合して生成するホモポリマーがグラ
フトポリマー中に混入する割合が少なくなる。
水弁皿■瓜盟 本発明は、 (a)一般式、 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜4の直鎖もし
くは分岐アルキル基を表し、R2は炭素数2〜IOの直
鎖もしくは分岐アルキル基またはアルコキシ基、置換基
を有することもあるフェニル基、またはアルキル基の炭
素数が1〜4のトリアルキルシリル基を表す。) で表される繰り返し単位0.1〜100モル%;(b)
一般式 %式%() (式中、R1は前記に同じであり、R3は炭素数1〜4
の直鎖もしくは分岐アルキル基、または置換基を有する
こともあるフェニル基を表し、R4は炭素数1〜4の直
鎖もしくは分岐アルキル基またはハロゲンを表し、一般
式(III)はその位置異性構造を含むものとする。) で表される繰り返し単位0〜99.9モル%を含み、数
平均分子量が1000〜t、ooo、oooであるベン
ゼン環上にビニリデン基を有するスチレン系重合体を提
供する。
本発明はまた、前記重合体の製造方法を提供し該方法は
、 (1)(a)一般式 (式中、R1およびR2は前記に同じ。)で表される単
量体0.1−100モル%; (b)一般式 %式%) (式中、Rs、 RaおよびR4は前記に同じ、)で表
される単量体0〜99.9モル% よりなる単量体成分を、アニオン重合開始剤またはカチ
オン重合開始剤を用いて重合し、数平均分子量1000
〜t、ooo、oooの重合体を得ることよりなる。
好まユ」5uLi様 式1−aの単量体の具体例には、■−フェニルー1−(
4−ビニルフェニル)エチレン、1−(4−メチルフェ
ニル)−1−(4−ビニルフェニル)エチレン、1−(
4−プロピルフェニル)−1−(4−ビニルフェニル)
エチレン、1−トリメチルシリル−1−(4−ビニルフ
ェニル)エチレンなどがある。
式11−aの単量体の具体例には、スチレン、p−メチ
ルスチレン、m−メチルスチレン、p−クロロスチレン
、α−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、イソブ
テン等がある。
式m−aの単量体の具体例には、ブタジェン。
イソプレン、クロロプレン、t−ブチルブタジエンなど
がある0式m−aの単量体は、重合した場合1.4−結
合、l、2−結合または3.4−結合(R4が水素以外
の場合)によって重合体の主鎖に取り入れられるが、本
発明の重合体はそのいずれでもよい。
前記1−a@l]体は必須であるが、その99.9モル
%までを前記n −aおよびm−a単量体のいずれか一
方または両方で置き換えることができる。
本発明の重合体は、上記単量体成分を常法によりアニオ
ン重合またはカチオン重合することによって製造するこ
とができる。
アニオン重合開始剤としては、n−ブチルリチウム、5
ec−ブチルリチウム、 tert−ブチルリチウム、
ナフタレンナトリウム、クミルカリウム。
クミルセシウムなどの有機アルカリ金属化合物を挙げる
ことができる。
アニオン重合は、−100℃〜+80℃、好ましくは一
80℃〜+50℃の温度において、不活性ガス雰囲気下
、好ましくは高真空下において不活性溶媒中で行うのが
一般的である。開始剤の使用量には特に制限はない。使
用し得る溶媒の例としては、ジエチルエーテル、メチル
エチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳
香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン。
シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類が挙げられる。
カチオン重合開始剤としては、スチレン誘導体を重合可
能な公知の開始剤が挙げられる。その具体例としては、
過塩素酸、過塩素酸アセチル、硫酸、p−1ルエンスル
ホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等のプロトン酸
類、塩化アルミニウム、三フッ化ホウ素、四塩化スズ等
のハロゲン化金属類に共触媒を用いた開始剤系、トリエ
チルアルミニウム5 ジエチルアルミニウムフロライド
エチルアルミニウムジフロライド等の有機金属化合物類
に共触媒を用いた開始剤系等が挙げられる。
カチオン重合は不活性ガス雰囲気下、好ましくは真空下
において重合反応に対して不活性な溶媒中で行うのが一
般的である。使用し得る溶媒の例としては、ベンゼン、
トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クロロベンゼン
等の芳香族炭化水素類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン
、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、四塩化炭素、
クロロホルム、塩化メチレン、トリクロロエタン等のハ
ロゲン化脂肪族炭化水素類が挙げられる。また溶媒は二
種以上混合して用いることもできる。
重合温度は一100℃から80℃の温度範囲内で任意に
選択することができるが、望ましい重合温度は一り0℃
〜θ℃である。なお、この重合反応温度が高いとビニリ
デン基による橋かけ反応を励起するため上記温度範囲の
中でも低い温度範囲の方がより好ましい。
重合時間はその重合温度に応じ、1分ないし72時間が
採用できる。なお前述のように重合時間もビニリデン基
による橋かけ反応に影響を与えるため、必要以上の重合
時間は好ましくない。
使用する開始剤量は単量体1モルに対し0.05〜10
0ミリモルの範囲が好ましい。この範囲外の量でも使用
できるが、少量では反応に長時間を費やし、また必要以
上に多量に使用した場合には触媒除去に手間を費やすの
で経済的に不利である。
かくして、かさ高いペンダントビニリデン基を有する溶
媒可溶な(共)重合体を得ることができる。これらは主
としてホモポリマーを含まない多官能グラフト共重合体
の幹ポリマーとして使用することができるが、その用途
はこれに限定されない0例えば該ポリマーは、ペンダン
トビニリデン基に各種の反応性試薬を反応させることに
より、ポリマー鎖に多様な官能基を容易に導入できるこ
とから機能性高分子としての応用性が非常に高い。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施
例のみに限定されるものではない。なお実施例中ポリマ
ーのキャラクタリゼーションは次の方法で測定を行った
ポリマーの分子量および分子量分布は、示差屈折計、紫
外線分光光度計、レーザー小角光散乱針を有するGPC
および蒸気圧オスモメトリーを用いて行った。
またポリマーの組成比、残存二重結合量はtH−NMR
,1”C−NMRおよび紫外線吸収スペクトル法により
定量を行った。さらに残存二重結合の量を正確に定量す
るための二重結合に対し過剰量のn−BuLiを加えポ
リマーとリチウム化した後、トリメチルクロルシランで
シリル化を行い、IH−NMRでそのリチウム化率を間
接的に測定した。
実施例 本発明に用いたかさ高いビニリデン基を有するスチレン
誘導体の一例として、1−フェニル−1−(4−ビニル
フェニル)エチレン(P V P E)の合成方法を先
ず示す。
合成例 攪拌器、環流冷却器および滴下ロートの付いた21の反
応容器中にマグネシウム粉24.8gを入れ、滴下ロー
トよりTHF424d、p−クロロスチレン120献を
滴下し、65℃で反応させることによりグリニヤール試
薬を調製する。30℃に冷却した後THF1001Le
、アセトフェノン106献を同様に滴下ロートより滴下
する0反応終了後、水500mff1、塩酸20献を加
える。エーテル抽出を行った後反応生成物としてアルコ
ールを得る。この生成物を硫酸水素カリウムで脱水減圧
蒸留することにより常温で白色固体の1−フェニル−1
−(4−ビニルフェニル)エチレンを得た。
(収率50%) 生成物の化学構造はIRスペクトル、IH−NMR,I
”C−NMCおよびガスクロマトグラフィーにより同定
した。
実施例1  (PVPEのアニオン重合)高真空下ブレ
ークシール法を用い、室温で7−7スコに充分に親水精
製したベンゼンおよび5ec−ブチルリチウムのへブタ
ン溶液を入れ、次に1−フェニル−1−(4−ビニルフ
ェニル)エチレン(P V P E)をベンゼンに溶解
した七ツマー熔ン&(約lOν/V%)を加え重合を開
始した。所定時間反応後メタノールを加え重合を停止さ
せた。
ポリマーはベンゼン/メタノール系で数回再沈精製後、
室温で真空乾燥を行い、目的とするポリ 〔l−フェニ
ル−1−(4−ビニルフェニル)エチレン)(VP)を
得た。詳しい反応条件およびポリマーの数平均分子!(
Mn)(ポリスチレン換算)、収率を表1に示した。
実施例2 (PVPEのカチオン重合(窒素雰囲気下)
〕窒素雰囲気下、三方コックを付けた3 00dのナス
フラスコに常法により精製したトルエンと開始剤を入れ
所定温度に保った後、PVPEトルエン溶液(約50ν
/V%)を加え重合を開始させた。所定時間反応後少量
のメタノールを加え重合を停止させた。得られたポリマ
ーはベンゼン/メタノール系で再沈精製後、室温で真空
乾燥を行い目的とするVPを得た。詳しい反応条件およ
び収率、Mnを表2に示した。なお魚2−2は七ツマー
添加後瞬時にゲル化した。
(以下余白) 実施例3 (pvpgのカチオン重合(高真空下)〕高
真空下ブレークシール法を用い所定温度でフラスコに充
分に脱水精製したトルエンおよびトリフルオロメタンス
ルホン酸を入れ、次にPVPEをトルエンに溶解した七
ツマー溶液(約10v/V%)を加え重合を開始させた
。所定時間反応後、少量のメタノールを加え重合を停止
させた。ポリマーはベンゼン/メタノール系で数回再沈
精製後室温で真空乾燥を行い目的とするvpを得た。詳
しい反応条件およびポリマーのMn、収率を表3に示し
た。
(以下余白) 実施例4 (PVPEとスチレンのカチオン共重合)高
真空下ブレークシール法を用い、所定温度でフラスコに
充分に脱水精製したトルエンおよびトリフルオロメタン
スルホン酸を入れ、次にPVPEとスチレンをトルエン
に熔解したモノマー溶液(約10v/v%)を加え重合
を開始させた。所定時間反応後、少量のメタノールを加
え重合を停止きせた。ポリマーはベンゼン/メタノール
系で数回再沈精製後、室温で真空乾燥を行い目的とする
P V P E/スチレンランダム共重合体(V P 
S)を得た。詳しい反応条件およびポリマーのMn。
収率、ポリマー中のPVPEの組成比を表4に示した。
ここでPVPEの組成比は紫外線吸収スペクトル法によ
りvPSの28On11のモル吸光係数より算出した。
なお、検量線はvpと標準ポリスチレンより作成した。
(以下余白) 実施例5 (PVPEとp−メチルスチレンのカチオン
共重合) 高真空下ブレークシール法を用い所定温度でフラスコに
充分に脱水精製したトルエンおよびトリフルオロメタン
スルホン酸を入れ、次にPVPEとp−メチルスチレン
をトルエンに熔解した七ツマー溶液(約10v/v%)
を加え重合を開始させた。所定時間反応後、少量のメタ
ノールを加え重合を停止させた。ポリマーはベンゼン/
メタノール系で数回再沈精製後、室温で真空乾燥を行い
目的とするP V P E/p−メチルスチレンランダ
ム共重合体(VPS)を得た。詳しい反応条件およびポ
リマーのMn、収率、ポリマー中のPvPEの組成比並
びに二重結合残存率を表5に示した。
(以下余白)
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は、実施例において得られたポリマーのGP
Cの熔出曲線のグラフであり、第5図はP V P E
(7)1B−NMR(7)チャート、第6図は実施例5
のポリマー陽5−2のIH−N M Rのチャートであ
る。 第1図 EV(ml) 14   16   15    lL
J    it第3図 Mn(10’)  1.005 0.1第4図 Mn(10’)10  1   0.1特許庁長官 殿
     昭和63年 3月2 日1. 事件の表示 昭和61年特許願第287478号 2、 発明の名称 ビニリデン基を有するスチレン系重合体およびその製造
方法 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 名 称  日本ペイント株式会社 4、代理人 自発 6、補正により増加する発明の数 なし7、補正の対象 補正の内容 1、特許請求の範囲を以下のように訂正する。 r (1)  (a)一般式 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜4の直鎖もし
り番ヨ分岐フルキル基を表し、R2は炭素数2〜10の
直鎖もしくは分岐アルキル基またはアルコキシ基、置換
基を有することもあるフェニル基、またはアルキル基の
炭素数が1〜4のトリアルキルシリル基を表す。) で表される繰り返し単位0.1〜100モル%;(b)
一般式 R1 CC)+2             (■)および/
または −CH2−C= Cll −CHz −(II)(式中
、R1は前記に同じであり、R3は炭素数1〜4の直鎖
もしくは分岐アルキル基、アルコキシ基または置換基を
有することもあるフェニル基を表し、R4は炭素数1〜
4の直鎖もしくは分岐アルキル基またはハロゲンを表し
、一般式(III)はその位置異性構造を含むものとす
る。) で表される繰り返し単位0〜99.9モル%を含み、数
平均分子量が1000〜1,000,000であるベン
ゼン環上にビニリデン基を有するスチレン系重合体。 (2)  式(1)の繰り返し単位が、式−CH2−C
H− で表される第1項の重合体。 (3)式(■)の繰り返し単位において、R1が水素で
あり、R3がフェニルまたはp−メチルフェニル基であ
る第1項または第2項の重合体。 (4)式(III)の繰り返し単位において、R4が水
素、メチル、t−ブチルまたは塩素である第1項ないし
第3項のいずれかの重合体。 (5)  (a)一般式 (式中、R1は水素原子または炭素数1〜4の直鎖もし
くは分岐アルキル基を表し、R2は炭素数2〜10の直
鎖もしくは分岐アルキル基またはアルコキシ基、置換基
を有することもあるフェニル基、またはアルキル基の炭
素数が1〜4のトリアルキルシリル基を表す。) で表される単量体0.1〜100モル%;(bl一般式 %式%() (式中、R1は前記に同じであり、R3は炭素数1〜4
の直鎖もしくは分岐アルキル基または置換基を有するこ
ともあるフェニル基を表し、R4は炭素数1〜4の直鎖
もしくは分岐アルキルキ基またはハロゲンを表す。) で表される単量体0〜99.9モル% よりなる単量体成分を、アニオン重合開始剤またはカチ
オン重合開始剤を用いて重合し、数平均分子量1000
〜1,000,000の重合体を得ることを特徴とする
ベンゼン環上にビニリデン基を有するスチレン系重合体
の製造法。 (6)式(1−a)の単量体が、l−フェニル−1−(
4−ビニルフェニル)エチレン、1−(4−メチルフェ
ニル)−1−(4−ビニルフェニル)エチレン、1−(
4−プロピルフェニル)−1−(4−ビニルフェニル)
エチレン、1−トリメチルシリル−1−(4−ビニルフ
ェニル)エチレンより選ばれる第5項の方法。 (7)式(II−a)の単量体が、スチレン、p−メチ
ルスチレン、m−メチルスチレン、p−クロロスチレン
、α−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、イソブ
テンより選ばれる第5項の方法。 (8)式(III−a)の単量体が、ブタジェン、イソ
プレン、クロロブレン、t−ブチルブタジエンより選ば
れる第5項の方法。          」2、 明細
書第7頁第13〜14行のrlO%」を[100%」に
訂正する。 3. 同第10真下から10行目「分岐アルキル基、」
の次に「アルコキシ基」を挿入する。 4、 同第14頁第12行および第13行の「フロライ
ド」をそれぞれ「クロライド」に訂正する。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(a)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1は水素原子または炭素数1〜4の直鎖も
    しくは分岐アルキル基を表し、R_2は炭素数2〜10
    の直鎖もしくは分岐アルキル基またはアルコキシ基、置
    換基を有することもあるフェニル基、またはアルキル基
    の炭素数が1〜4のトリアルキルシリル基を表す。) で表される繰り返し単位0.1〜100モル%;(b)
    一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) および/または ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (式中、R_1は前記に同じであり、R_3は炭素数1
    〜4の直鎖もしくは分岐アルキル基または置換基を有す
    ることもあるフェニル基を表し、R_4は炭素数1〜4
    の直鎖もしくは分岐アルキル基またはハロゲンを表し、
    一般式(III)はその位置異性構造を含むものとする。
    ) で表される繰り返し単位0〜99.9モル%を含み、数
    平均分子量が1000〜1,000,000であるベン
    ゼン環上にビニリデン基を有するスチレン系重合体。
  2. (2)式( I )の繰り返し単位が、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ で表される第1項の重合体。
  3. (3)式(II)の繰り返し単位において、R_1が水素
    であり、R_3がフェニルまたはp−メチルフェニル基
    である第1項または第2項の重合体。
  4. (4)式(III)の繰り返し単位において、R_4が水
    素、メチル、t−ブチルまたは塩素である第1項ないし
    第3項のいずれかの重合体。
  5. (5)(a)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼( I −a) (式中、R_1は水素原子または炭素数1〜4の直鎖も
    しくは分岐アルキル基を表し、R_2は炭素数2〜10
    の直鎖もしくは分岐アルキル基またはアルコキシ基、置
    換基を有することもあるフェニル基、またはアルキル基
    の炭素数が1〜4のトリアルキルシリル基を表す。) で表される単量体0.1〜100モル%; (b)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼(II−a) および/または ▲数式、化学式、表等があります▼(III−a) (式中、R_1は前記に同じであり、R_3は炭素数1
    〜4の直鎖もしくは分岐アルキル基または置換基を有す
    ることもあるフェニル基を表し、R_4は炭素数1〜4
    の直鎖もしくは分岐アルキルキ基またはハロゲンを表す
    。) で表される単量体0〜99.9モル% よりなる単量体成分を、アニオン重合開始剤またはカチ
    オン重合開始剤を用いて重合し、数平均分子量1000
    〜1,000,000の重合体を得ることを特徴とする
    ベンゼン環上にビニリデン基を有するスチレン系重合体
    の製造法。
  6. (6)式( I −a)の単量体が、1−フェニル−1−
    (4−ビニルフェニル)エチレン、1−(4−メチルフ
    ェニル)−1−(4−ビニルフェニル)エチレン、1−
    (4−プロピルフェニル)−1−(4−ビニルフェニル
    )エチレン、1−トリメチルシリル−1−(4−ビニル
    フェニル)エチレンより選ばれる第5項の方法。
  7. (7)式(II−a)の単量体が、スチレン、p−メチル
    スチレン、m−メチルスチレン、p−クロロスチレン、
    α−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、イソブテ
    ンより選ばれる第5項の方法。
  8. (8)式(III−a)の単量体が、ブタジエン、イソプ
    レン、クロロプレン、t−ブチルブタジエンより選ばれ
    る第5項の方法。
JP28747886A 1986-12-02 1986-12-02 ビニリデン基を有するスチレン系重合体およびその製造方法 Granted JPS63139905A (ja)

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