WO2019202262A2 - Alcoxyamines oligomeres - Google Patents

Alcoxyamines oligomeres Download PDF

Info

Publication number
WO2019202262A2
WO2019202262A2 PCT/FR2019/050918 FR2019050918W WO2019202262A2 WO 2019202262 A2 WO2019202262 A2 WO 2019202262A2 FR 2019050918 W FR2019050918 W FR 2019050918W WO 2019202262 A2 WO2019202262 A2 WO 2019202262A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
alkoxyamine
alkoxyamines
monomer
heteroatom
monomers
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/050918
Other languages
English (en)
Other versions
WO2019202262A3 (fr
Inventor
Anne-Laure BROCAS
Sylvain Bourrigaud
Sylvie Cazaumayou
Ilias Iliopoulos
Original Assignee
Arkema France
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arkema France filed Critical Arkema France
Priority to US17/046,603 priority Critical patent/US11814336B2/en
Priority to EP19773137.5A priority patent/EP3781546A2/fr
Priority to CN201980026307.XA priority patent/CN111989310A/zh
Priority to KR1020207029722A priority patent/KR20200132955A/ko
Priority to SG11202010063RA priority patent/SG11202010063RA/en
Priority to JP2020557225A priority patent/JP2021522174A/ja
Priority to CA3095694A priority patent/CA3095694A1/fr
Publication of WO2019202262A2 publication Critical patent/WO2019202262A2/fr
Publication of WO2019202262A3 publication Critical patent/WO2019202262A3/fr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C239/00Compounds containing nitrogen-to-halogen bonds; Hydroxylamino compounds or ethers or esters thereof
    • C07C239/08Hydroxylamino compounds or their ethers or esters
    • C07C239/20Hydroxylamino compounds or their ethers or esters having oxygen atoms of hydroxylamino groups etherified
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C239/00Compounds containing nitrogen-to-halogen bonds; Hydroxylamino compounds or ethers or esters thereof
    • C07C239/08Hydroxylamino compounds or their ethers or esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/28Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • C07F9/40Esters thereof
    • C07F9/4003Esters thereof the acid moiety containing a substituent or a structure which is considered as characteristic
    • C07F9/4006Esters of acyclic acids which can have further substituents on alkyl
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/04Polymerisation in solution
    • C08F2/06Organic solvent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/38Polymerisation using regulators, e.g. chain terminating agents, e.g. telomerisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F20/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F20/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/14Methyl esters, e.g. methyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
    • C08F8/32Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/40Introducing phosphorus atoms or phosphorus-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1804C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2438/00Living radical polymerisation
    • C08F2438/01Atom Transfer Radical Polymerization [ATRP] or reverse ATRP
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/32Compounds containing nitrogen bound to oxygen

Definitions

  • the present invention relates to a new family of alkoxyamines having a better storage stability, especially in the presence of monomers and / or solvent.
  • the present invention relates to a new family of oligomeric alkoxyamines obtained by adding one or more monomeric entities to an alkoxyamine.
  • the present invention also relates to the use of these oligomeric alkoxyamines for the synthesis of polymers and copolymers, as well as the polymers obtained with this new family of oligomeric alkoxyamines.
  • the present invention also relates to compositions comprising this novel family of oligomeric alkoxyamines in the presence of monomer and / or solvent.
  • Alkoxyamines are molecules that allow the controlled radical polymerization of monomers with double bonds (vinyl, styrenic, (meth) acrylic ). It is thus possible to access the synthesis of block copolymers.
  • the alkoxyamines added to a reduced number of monomeric units have the desired stability character.
  • stability is meant the low reactivity of a given alkoxyamine in the presence of monomer at a certain temperature, but also the constancy of the reactivity of an alkoxyamine left in a solvent for a given time.
  • the invention relates to alkoxyamines of formula:
  • -A is a cyclic hydrocarbon group or not with or without heteroatom that may contain at least one metal species. This is the initial alkoxyamine initiator moiety used to prepare the alkoxyamine of the invention.
  • -R 1 is a cyclic hydrocarbon group or not with or without heteroatom which may contain at least one metal species.
  • -R 2 is a cyclic hydrocarbon group or not with or without heteroatom which may contain at least one metal species.
  • R 1 and R 2 may or may not be part of the same cyclic structure.
  • -R 3 is hydrogen or a hydrocarbon group with or without heteroatom which may contain at least one metal species.
  • R 4 is a cyclic or non-cyclic hydrocarbon group with or without heteroatom that may contain at least one metal species.
  • -Z is an integer between 1 and 10 included terminals.
  • the oligomeric alkoxyamines object of the invention are obtained by adding the alkoxyamines (1) to at least one monomer (2) having a double bond.
  • alkoxyamines (1) When the alkoxyamines (1) are added to more than one monomer unit, it may be the same monomer or different monomers, hence the more general formula of the alkoxyamines obj and of the invention:
  • j represents the type of monomer.
  • a single type of monomer will be used in the context of the invention, but 2 types of different monomers see 3 types of different monomers can be used.
  • any type of monomer carrying a double bond may be used, but acrylates, functional or otherwise, and preferably alkyl acrylates, will preferably be chosen, and more preferably butyl acrylate, but also styrenic monomers, and preferably styrene.
  • z it represents the nitroxide and initiating functionality of alkoxyamine.
  • z 2
  • a value of z 3
  • Z is an integer between 1 and 10 inclusive terminals, preferably between 1 and 4 terminals included and even more preferably between 2 and inclusive terminals.
  • the preferred alkoxyamines are those whose nitroxide (also called control fragment) is chosen from the following:
  • N-tert-butyl-1-di (2,2,2-trifluoroethyl) phosphono-2,2-dimethylpropyl nitroxide N-tert-butyl [(1-diethylphosphono) -2-methylpropyl] nitroxide
  • This latter nitroxide is the preferred nitroxide.
  • any type of monoalkoxyamine may be used in the context of the invention, however, the monoalkoxyamine of the following formula will be preferred:
  • di-alkoxyamines any type of di-alkoxyamine may be used in the context of the invention, but the di-alkoxyamines of the following formula will be preferred:
  • tri-alkoxyamines can be used any type of tri-alkoxyamine within the scope of the invention, however it is preferred tri-alkoxyamine of the following formula:
  • the present invention also relates to the use of these oligomeric alkoxyamines for the synthesis of polymers and copolymers, as well as the polymers obtained with the alkoxyamines object of the invention, whether they be homopolymers, random copolymers, block copolymers (di-blocks, tri-blocks, multi-blocks).
  • the present invention also relates to the use of these oligomeric alkoxyamines for grafting these oligomeric alkoxyamines on a surface.
  • the present invention also relates to compositions comprising this novel family of oligomeric alkoxyamines and monomer (s) and / or solvent (s). It can be any type of polar or apolar solvent, but preferably apolar.
  • the monomers it may be any type of monomer or entity having at least one double bond (oligomeric (co) polymer) but preferably it is acrylates or methacrylates such as alkyl (meth) acrylates, preferably butyl acrylate, styrenic monomers such as styrene or mixtures thereof, with a mass proportion of alkoxyamine oligomer ranging from 0.1 to 60% and preferably from 1 to 50 %, and more preferably from 1 to 30% inclusive.
  • the starting alkoxyamine used is N- (2-methylpropyl) -N- (1-diethylphosphono-2,2-dimethylpropyl) -O- (2-carboxyprop-2-yl) hydroxylamine, the structural formula of which is as follows:
  • BlocBuilder ® 31 g of BlocBuilder ® are introduced into 844 g of toluene and 15 g of butyl acrylate (Abu). The solution is homogenized for 30 minutes and then introduced into a stainless steel reactor by depressurization. The solution is heated at 110 ° C for 1 hour and then at 115 ° C until a butyl acrylate conversion of 70% (verified using a thermo balance). The solution is recovered and then dried under vacuum for 24 hours at room temperature.
  • the dry extract measurements show a change in the conversion rate as a function of the number of monomer units incorporated in the alkoxyamine (Table 4);
  • the MAM conversion chart in 24 hours at 47 ° C. as a function of the number of monomer entities in the alkoxyamine is visible in FIG. 1. It can be seen that between 1 and 8 monomeric units, good stabilization is obtained. Beyond 8 monomeric units it remains stable.
  • the oligomers were synthesized in toluene, with a percentage at 3.5% by mass of Blocbuilder ® .
  • the oligomer is then placed in a solution of MAM at a concentration of 0.6 mol% in active center at 47 ° C. (Table 4), which corresponds to 0.6 mole of alkoxyamine per 100 moles of MMA.
  • Blocbuilder ® has been replaced by N-tert-Butyl-N- (2-methyl-1-phenylpropyl) -O- (1-phenylethyl) hydroxylamine, which has the following structural formula:
  • This alkoxyamine was introduced at 47 ° C. into a solution of methyl methacrylate at 47 ° C. for 24 hours at a concentration of 0.6%. The same experiment was carried out at 70 ° C. for 24 hours (Table 5).
  • alkoxyamine oligomer is much more stable than the non-oligomeric alkoxyamine.
  • Both alkoxyamine are left 4 days in toluene at 20 ° C at 0.01 mol% in the active center, which corresponds to 0.01 mole of alkoxyamine per 100 moles of typically 305g toluene toluene + 9.4G of BlocBuilder ® then 600g butyl acrylate; 274g of toluene + 56g of Blocbuilder ® (Abuis) then 600g of butyl acrylate.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

La présente invention concerne une nouvelle famille d'alcoxyamines présentant une meilleure stabilité au stockage, notamment en présence de monomères et/ou de solvant. En particulier, la présente invention concerne une nouvelle famille d'alcoxyamines oligomères, obtenues par addition d'une ou plusieurs entités monomériques sur une alcoxyamine.

Description

Alcoxyamines oligomères
[Domaine de l'invention]
[001] La présente invention concerne une nouvelle famille d ' alcoxyamines présentant une meilleure stabilité au stockage, notamment en présence de monomères et/ou de solvant.
[002] En particulier, la présente invention concerne une nouvelle famille d ' alcoxyamines oligomères, obtenues par addition d'une ou plusieurs entités monomériques sur une alcoxyamine.
[003] La présente invention concerne également l'utilisation de ces alcoxyamines oligomères pour la synthèse de polymères et de copolymères, ainsi que les polymères obtenus avec cette nouvelle famille d ' alcoxyamines oligomère.
[004] La présente invention concerne également les compositions comprenant cette nouvelle famille d ' alcoxyamines oligomère en présence de monomère et/ou de solvant.
[Problème technique]
[005] Les alcoxyamines sont des molécules qui permettent la polymérisation radicalaire contrôlée des monomères présentant des doubles liaisons (vinyliques, styréniques, (meth) acryliques ...) . On peut ainsi accéder à la synthèse de copolymères à blocs.
[006] Cette technologie largement décrite dans la littérature reste cependant discrète sur le plan industriel car des obstacles subsistent. Non compatibilité avec certains monomères, conversion incomplète, stabilité insuffisante dans certaines conditions, en particulier en présence des monomères utilisés pour la fabrication des ( co ) polymères ou encore de solvant.
[007] Lors de la mise en œuvre industrielle de la synthèse des copolymères par polymérisation radicalaire contrôlée en présence de d'alcoxyamines, Il est pourtant nécessaire de faire séjourner plusieurs heures, voire plusieurs jours, les alcoxyamines en présence de monomères dans des réacteurs de pré mélange ou stockages intermédiaires et ce à des températures non régulées.
[008] Ainsi, devant le manque de reproductibilité des synthèses conduites par la demanderesse, de nombreuses études ont été menées et ont mises en évidence le manque de stabilité d'un système alcoxyamine-monomère et ce parfois bien en dessous des conditions de température utilisées pour la polymérisation.
[009] Ces études ont montré qu'il ne s'agissait pas d'un début de polymérisation, mais de dégradation de l ' alcoxyamine, sans qu'un mécanisme ou une explication puisse être donné.
[0010] Ainsi la demanderesse a conduit de nouveaux travaux avec pour objectif d'éliminer ou réduire ce problème.
[0011] La demanderesse a découvert que les alcoxyamines additionnées sur un certain nombre réduit d'unités monomériques présentaient le caractère de stabilité souhaité. Par stabilité on entend le peu de réactivité d'une alcoxyamine donnée en présence de monomère à une certaine température, mais également la constance de la réactivité d'une alcoxyamine laissée dans un solvant pendant un temps donné .
[0012] Ces nouvelles entités de type alcoxyamine oligomère conservent leur caractère d'amorçage et de contrôle des réactions de polymérisation radicalaires . En présence de monomère, elles sont plus stables dans le temps à une température donnée, en limitant les réactions de polymérisation. En présence de solvant, elles conservent dans le temps leur caractère cinétique d'amorçage radicalaire .
[Résumé de l'invention]
[0013] L'invention concerne les alcoxyamines de formule :
Figure imgf000003_0001
i: nombre de monomères du monomère j
j : type de monomère
i prenant les valeurs de 1 à 12
j prenant les valeurs de 1 à 12 Et 1 =< i X j =< 12
-A est un groupe hydrocarboné cyclique ou non avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique. Il s'agit du fragment amorceur de l' alcoxyamine initiale utilisée pour préparer l ' alcoxyamine de l'invention ;
-R1 est un groupe hydrocarboné cyclique ou non avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique.
-R2 est un groupe hydrocarboné cyclique ou non avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique.
-R1 et R2 peuvent ou non faire partie d'une même structure cyclique .
-R3 est l'hydrogène ou un groupe hydrocarboné avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique.
-R4 est un groupe hydrocarboné cyclique ou non avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique.
-Z est un nombre entier compris entre 1 et 10 bornes incluses.
[Description détaillée]
[0014] Les alcoxyamines oligomère objet de l'invention sont obtenues par addition des alcoxyamines (1) sur au moins un monomère (2) présentant une double liaison.
[0015]
Figure imgf000004_0001
(1) (2) [0016] Lorsque les alcoxyamines (1) sont additionnées sur plusieurs unités monomères, il peut s'agir du même monomère ou de monomères différents d'où la formule plus générale des alcoxyamines obj et de l'invention :
Figure imgf000005_0001
Dans ce cas j est le type de monomère et i le nombre de monomère du monomère j .
i: nombre de monomères du monomère j
j : type de monomère
i prenant les valeurs de 1 à 12
j prenant les valeurs de 1 à 12
Et 1 =< i X j =< 12 et de préférence 2 =< i X j =< 12 et de faon encore préférée 2 =< i X j =< 8.
j représente le type de monomère. De façon préférée un seul type de monomère sera utilisé dans le cadre de l'invention, mais 2 types de monomères différents voir 3 types de monomères différents peuvent être utilisés. Il n'y a pas de limite au types de monomères différents utilisables mais pour rester dans le cadre de l'invention, on fixera leur nombre à 12.
Lorsqu'un seul type de monomère est utilisé tout type de monomère porteur d'une double liaison peut être utilisé mais on choisira de façon préférée les acrylates, fonctionnels ou non, et de préférence les acrylates d'alkyle, et de façon encore préférée l'acrylate de butyle, mais également les monomères styréniques, et de préférence le styrène.
S'agissant de z, il représente la fonctionalité en entité nitroxides et amorçantes de l ' alcoxyamine . Ainsi pour une valeur de z=2, il s'agira d'une di-alcoxyamine, pour une valeur de z=3, il s'agira d'une tri-alcoxyamine, etc. Z est un nombre entier compris entre 1 et 10 bornes incluses, de préférence compris entre 1 et 4 bornes comprises et de façon encore préférée compris entre 2 et bornes comprises .
[0017] Tout type d ' alcoxyamine peut être utilisé dans le cadre de l'invention. La demanderesse a ainsi démontré qu'avec deux alcoxyamines très différentes, leur addition sur un certain nombre réduit d'unités monomériques présentaient le caractère de stabilité souhaité .
[0018] De préférence, les alcoxyamines préférées sont celles dont le nitroxide (aussi appelé fragment contrôleur) est choisi parmi les suivants:
- les nitroxydes de formule
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000012_0001
[0019]
-le ( 2 , 2 , 6 , 6-tétraméthylpipéridin-l-yl ) oxy ou (2, 2, 6, 6 tétraméthylpipéridin-l-yl ) oxyl
-le N-tertiobutyl-l-phényl-2-méthylpropyl nitroxyde,
-le N- ( 2-hydroxyméthylpropyl ) -l-phényl-2-méthylpropyl nitroxyde ,
-le N-tertiobutyl-l-dibenzylphosphono-2 , 2-diméthyl-propyl nitroxyde
-le N-tertiobutyl-l-di (2,2,2-trifluoroéthyl) phosphono-2 , 2- diméthylpropyl-nitroxyde, -le N-tertiobutyl [ ( 1-diéthylphosphono ) -2 méthylpropyl ] nitroxyde,
-le N- ( 1-méthyléthyl ) -1-cyclohexyl-l- (diéthyl- phosphono ) nitroxyde,
-le N- ( 1-phénylbenzyl ) - [ ( 1-diéthylphosphono ) -1- méthyléthyl ] nitroxyde,
-le N-phényl-l-diéthylphosphono-2 , 2- diméthylpropylnitroxyde,
-le N-phényl-l-diéthylphosphono-1-méthyléthylnitroxyde,
-le N- ( l-phényl2-méthylpropyl ) -1- diéthylphosphonométhyléthylnitroxyde,
Le N-tertiobutyl-l-diéthylphosphono-2 , 2-diméthylpropyl nitroxyde .
Ce dernier nitroxide est le nitroxide préféré.
S'agissant des mono-alcoxyamines on peut utiliser tout type de mono-alcoxyamine dans le cadre de l'invention, cependant on préférera les mono-alcoxyamine de formule suivante :
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001
Plus particulièrement la mono-alcoxyamine suivante sera choisi
Figure imgf000014_0002
S'agisant des di-alcoxyamines on peut utiliser tout type de di- alcoxyamine dans le cadre de l'invention, cependant on préférera les di-alcoxyamines de formule suivante :
Figure imgf000015_0001
avec R= H ou Na
Figure imgf000016_0001
Plus particulièrement les structures suivantes seront préférées:
Figure imgf000016_0002
De façon encore préférée la di-alcoxyamine suivante sera choisie :
Figure imgf000017_0002
S'agisant des tri-alcoxyamines on peut utiliser tout type de tri- alcoxyamine dans le cadre de l'invention, cependant on préférera la tri-alcoxyamine de formule suivante :
Figure imgf000017_0001
[0020] La présente invention concerne également l'utilisation de ces alcoxyamines oligomères pour la synthèse de polymères et de copolymères, ainsi que les polymères obtenus avec les alcoxyamines objet de l'invention, que ce soient des homopolymères , copolymères statistiques, copolymères à blocs (di-blocs, tri-blocs, multi- blocs ) .
[0021] La présente invention concerne également l'utilisation de ces alcoxyamines oligomères pour le greffage de ces alcoxyamines oligomères sur une surface.
[0022] La présente invention concerne également les compositions comprenant cette nouvelle famille d ' alcoxyamines oligomère et de monomère (s) et/ou de solvant (s) . Il peut s'agir de tout type de solvant polaire ou apolaire, mais de préférence apolaire. S'agissant des monomères, il peut s'agir de tout type de monomère ou d'entité possédant au moins une double liaison (oligomère ( co ) polymère ) mais de préférence il s'agit d'acrylates ou de méthacrylates tels que les (meth) acrylates d'alkyle, de préférence l'acrylate de butyle, de monomères styréniques tel que le styrène ou leur mélanges, avec une proportion massique d ' alcoxyamine oligomère pouvant aller de 0.1 à 60 % et de préférence de 1 à 50 %, et de manière encore préférée de 1 à 30 %, bornes incluses.
[0023]
Exemple 1 :
L ' alcoxyamine de départ utilisée est la N- ( 2-methylpropyl ) -N- ( 1- diethylphosphono-2 , 2-dimethylpropyl ) -O- ( 2-carboxyprop-2- yl ) hydroxylamine dont la formule développée est la suivante :
Figure imgf000018_0001
Elle est disponible Chez Arkema sous la dénomination Blocbuilder®
Synthèse de l'oligomère où n=l (Blocbuilder®† 1 unité d'acrylate de butyle) :
31g de BlocBuilder® sont introduits dans 844g de toluène et 15g d'acrylate de butyle (Abu) . La solution est homogénéisée pendant 30 minutes puis introduite dans un réacteur en inox par dépressurisation. La solution est chauffée à 110°C pendant 1 heure puis à 115°C jusqu'à obtenir une conversion en acrylate de butyle de 70% (vérifié à l'aide d'une thermo balance) . La solution est récupérée puis séchée sous vide pendant 24 heures, à température ambiante .
Les oligomères n=3, 8, 10, 15 et 55 sont réalisés de manière identique. Pour n=l à 15, les solutions sont préparées avec une concentration massique de 3.5% en Blocbuilder® par rapport à la masse totale du mélange. Pour n=55, la concentration massique en Blocbuilder® est de 1.6% (tableau 1). Tableau 1 :
Figure imgf000019_0001
Exemple 2 : Stabilité de l'oligomère dans une solution de méthacrylate de méthyle (MAM) à 47°C :
0.6g d'oligomère synthétisé à l'exemple 1 (n=l) sont introduits dans une fiole de 30mL. Le méthacrylate de méthyle est introduit jusqu'à obtenir une masse totale de 20g. La solution est agitée pendant 30 minutes. 8g sont prélevés et introduits dans un flacon hermétique avec un barreau magnétique, le flacon est ensuite serti. Le milieu est alors placé sous azote pour éliminer le dioxygène présent. Le flacon est placé dans un bain-marie à 47°C pendant 24 heures. Après 24 heures, le taux de solide du mélange est déterminé à l'aide d'une thermo balance (consigne de 20 à 125°C en 30 s) .
Chaque échantillon est préparé avec un pourcentage en centre actif constant (nombre de chaînes) ; un centre actif étant considéré comme une entité Blocbuilder®. Pour n=0, 3, 8, 10, 15, et 55 le même mode opératoire est répété, (tableau 2)
Tableau 2 :
Figure imgf000019_0002
Les mesures d'extrait sec montrent une évolution du taux de conversion en fonction du nombre d'unités monomère incorporées à l ' alcoxyamine (tableau 4) ; La conversion est calculée de la façon suivante: % conversion= ((masse séchée/masse prélevée- taux de solide initial)X 100/ ( 100 - taux de solide initial) . Compte tenu du nombre de centre actif constant, le taux de solide initial pour chaque manipulation est différent (tableau 3) .
Tableau 3 :
Figure imgf000020_0001
Tableau 4 :
Figure imgf000020_0002
Le graphique de conversion du MAM en 24h à 47 °C en fonction du nombre d'entité monomère dans l ' alcoxyamine est visible en figure 1. On constate qu'entre 1 et 8 unités monomérique, une bonne stabilisation est obtenue. Au-delà de 8 unités monomériques cela reste stable.
Exemple 3.
De façon identique aux exemples 1 et 2 l'approche est répétée en remplaçant l'acrylate de butyle par le styrène.
Le styrène a été utilisé à la place de l'acrylate de butyle pour former des oligomères à n=3, 8 et 15 motifs de monomères. Les oligomères ont été synthétisés dans le toluène, avec un pourcentage à 3.5% massique de Blocbuilder®. L'oligomère est ensuite placé dans une solution de MAM à une concentration de 0.6% molaire en centre actif à 47°C (tableau 4), ce qui correspond à 0.6 mole d ' alcoxyamine pour 100 moles de MAM.
Tableau 4 :
Figure imgf000021_0001
Après incorporation des unités styréniques sur l ' alcoxyamine Blocbuilder®, l ' alcoxyamine oligomère reste stable vis-à-vis du MAM à 47 ° C .
Cette étude montre une stabilité des alcoxyamines comportant n unités de monomères additionnées, en présence de monomères réactifs à 47°C. Le fait d'incorporer des unités monomères aux alcoxyamines permet de consevser l'efficacité de l ' alcoxyamine dans un milieu de monomères réactifs à 47°C. Exemple 4 :
Dans cet exemple on a remplacé le Blocbuilder® par la N-tert-Butyl- N- ( 2-methyl-l-phenylpropyl ) -O- ( 1-phenylethyl ) hydroxylamine dont la formule développée est la suivante :
Figure imgf000022_0001
Cette alcoxyamine a été introduit à 47°C dans une solution de méthacrylate de méthyle à 47°C pendant 24h, à une concentration de 0.6%. La même expérience a été réalisée à 70°C pendant 24h (tableau 5) .
Tableau 5 :
Figure imgf000022_0002
A 47°C, la conversion du MAM est de 15% au bout de 24 heures et supérieure à 90% à 70°C. L ' alcoxyamine N-tert-Buty- (2-methyl-l- phenylpropyl ) -O- ( 1-phenylethyl ) hydroxylamine n'est pa stable dans une solution de MAM à 70°C.
Un oligomère basé sur cette alcoxyamine et composé de 12 unités d'acrylate de butyle a été synthétisé à 125°C de façon similaire au protocole de l'exemple 1. L'addition d'unités acrylate de butyle sur l ' alcoxyamine N-tert-Butyl-N- (2-methyl-l-phenylpropyl ) -O- ( 1- phenylethyl ) hydroxylamine permet une stabilisation du radical amorçant dans la solution de MAM à 70 °C (tableau 6) :
Tableau 6 :
Figure imgf000022_0003
Ici encore on constate que l'oligomère alcoxyamine est bien plus stable que l ' alcoxyamine non oligomérique .
Exemple 5.
Dans cet exemple on vérifie la stabilité dans un solvant (toluène) d'une alcoxyamine oligomère (Blocbuilder® ( Abuis ) ) de l'exemple 1 en comparaison avec son homologue non oligomère (Blocbuilder®) d'un point de vue cinétique de polymérisation.
Ces deux alcoxyamine sont laissée 4 jours dans le toluène à 20°C à 0.01 % molaire en centre actif, ce qui correspond à 0,01 mole d ' alcoxyamine pour 100 moles de toluène typiquement 305g de toluène + 9.4g de Blocbuilder® puis 600g d'acrylate de butyle ; 274g de toluène +56g de Blocbuilder® ( Abuis ) puis 600g d'acrylate de butyle .
Les solutions sont ensuite utilisées pour amorcer l'acrylate de butyle à 115°C et les conversions sont mesurées dans le temps, comparées à la solution Blocbuilder® utilisée à t=0 pour un amorçage identique de l'acrylate de butyle.
On constate en figure 2 que le Blocbuilder® n'est pas stable dans une solution de solvant à 20°C contrairement au Blocbuilder® ( Abuis ) ) la cinétique de polymérisation de l'acrylate de butyle étant fortement ralentie.

Claims

Revendications 1 alcoxyamines de formule :
Figure imgf000024_0001
i: nombre de monomères du monomère j
j : type de monomère, choisi parmi les monomères acryliques et/ou styrèniques .
i prenant les valeurs de 1 à 12
j prenant les valeurs de 2 à 8.
Et 1 =< i X j =< 12
-A est un groupe hydrocarboné cyclique ou non avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique. Il s'agit du fragment amorceur de 1 ' alcoxyamine initiale utilisée pour préparer l ' alcoxyamine de l'invention ;
-R1 est un groupe hydrocarboné cyclique ou non avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique.
-R2 est un groupe hydrocarboné cyclique ou non avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique.
-R1 et R2 peuvent ou non faire partie d'une même structure cyclique .
-R3 est l'hydrogène ou un groupe hydrocarboné avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique.
-R4 est un groupe hydrocarboné cyclique ou non avec ou sans hétéroatome pouvant contenir au moins une espèce métallique.
-Z est un nombre entier compris entre 1 et 10 bornes incluses. 2 Alcoxyamine selon la revendication 1 dans laquelle le fragment
Figure imgf000025_0001
3 Utilisation d'une alcoxyamine selon une des revendications 1 à 2 pour la synthèse de polymères .
4 Polymère obtenu selon l'utilisation de la revendication 3. 5 Utilisation d'une alcoxyamine selon une des revendications 1 à 2 pour son greffage sur une surface.
6 Composition comprenant une alcoxyamine selon l'une des
revendications 1 à 2, un solvant et/ou au moins un monomère.
PCT/FR2019/050918 2018-04-19 2019-04-17 Alcoxyamines oligomeres WO2019202262A2 (fr)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/046,603 US11814336B2 (en) 2018-04-19 2019-04-17 Oligomeric alkoxy amines
EP19773137.5A EP3781546A2 (fr) 2018-04-19 2019-04-17 Alcoxyamines oligomeres
CN201980026307.XA CN111989310A (zh) 2018-04-19 2019-04-17 低聚烷氧基胺
KR1020207029722A KR20200132955A (ko) 2018-04-19 2019-04-17 올리고머성 알콕시아민
SG11202010063RA SG11202010063RA (en) 2018-04-19 2019-04-17 Oligomeric alkoxyamines
JP2020557225A JP2021522174A (ja) 2018-04-19 2019-04-17 オリゴマーアルコキサミン
CA3095694A CA3095694A1 (fr) 2018-04-19 2019-04-17 Alcoxyamines oligomeres

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1853448 2018-04-19
FR1853448A FR3080374B1 (fr) 2018-04-19 2018-04-19 Alcoxyamines oligomeres

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2019202262A2 true WO2019202262A2 (fr) 2019-10-24
WO2019202262A3 WO2019202262A3 (fr) 2020-02-27

Family

ID=62874947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2019/050918 WO2019202262A2 (fr) 2018-04-19 2019-04-17 Alcoxyamines oligomeres

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11814336B2 (fr)
EP (1) EP3781546A2 (fr)
JP (1) JP2021522174A (fr)
KR (1) KR20200132955A (fr)
CN (1) CN111989310A (fr)
CA (1) CA3095694A1 (fr)
FR (1) FR3080374B1 (fr)
SG (1) SG11202010063RA (fr)
WO (1) WO2019202262A2 (fr)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1325521A (fr) * 1962-06-20 1963-04-26 American Cyanamid Co Nouveaux dérivés oxygénés nu,nu-disubstitués par des groupes tertiaires et procédés pour les préparer
JPS6089452A (ja) * 1983-07-11 1985-05-20 コモンウエルス サイエンテイフイツク アンド インダストリアル リサ−チ オ−ガニゼ−シヨン 遊離基重合開始用化合物
FR2843393B1 (fr) * 2002-08-07 2005-12-30 Atofina Alcoxyamines issues de nitroxydes b-phosphore, leur utilisation en polymerisation radicalaire
FR2898126B1 (fr) * 2006-03-02 2008-05-09 Arkema Sa Nouvelles alcoxyamines, leur procede de preparation et leur utilisation en polymerisation radicalaire
FR2898127B1 (fr) * 2006-03-02 2008-07-11 Arkema Sa Procede de polymerisation ou copolymerisation radicalaire controlee d'un ou plusieurs monomeres en presence d'un amorceur de type alcoxyamine
FR2974094A1 (fr) * 2011-04-15 2012-10-19 Arkema France Procede de preparation de surfaces
FR3030526B1 (fr) * 2014-12-18 2018-06-15 Arkema France Polymerisation radicalaire d'alcoxyamines a basse temperature

Also Published As

Publication number Publication date
CN111989310A (zh) 2020-11-24
SG11202010063RA (en) 2020-11-27
US11814336B2 (en) 2023-11-14
EP3781546A2 (fr) 2021-02-24
FR3080374A1 (fr) 2019-10-25
JP2021522174A (ja) 2021-08-30
WO2019202262A3 (fr) 2020-02-27
KR20200132955A (ko) 2020-11-25
US20210139415A1 (en) 2021-05-13
FR3080374B1 (fr) 2020-11-06
CA3095694A1 (fr) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0408429B1 (fr) Copolymères triséquencés comportant au moins une séquence acrylique, un procédé pour leur préparation et leur application à la fabrication d&#39;articles élastomères
EP0721472B1 (fr) Microdispersions stables et microgels a base de polymeres acryliques, leur procede d&#39;obtention et compositions, notamment cosmetiques, les contenant
CA2343339C (fr) Polymeres multimodaux par polymerisation radicalaire controlee en presence d&#39;alcoxyamines
CA2277696C (fr) Polymerisation en emulsion en presence d&#39;un radical libre stable
EP0524054A1 (fr) Polymérisation de monomères (méth)acryliques
EP0408420B1 (fr) Copolymères en étoile et leur procédé de fabrication
WO1996024620A1 (fr) POLYMERISATION EN PRESENCE D&#39;UN RADICAL NITROXYDE β-SUBSTITUE
CA2200623A1 (fr) Procede de polymerisation ou copolymerisation radicalaire controlee de monomeres (meth)acryliques et vinyliques et (co)polymeres obtenus
CA2209061A1 (fr) Procede de (co)polymerisation radicalaire controlee de monomeres (meth)acryliques et vinyliques en presence d&#39;un complexe de fe, ru ou os et (co)polymeres obtenus
CA2494826A1 (fr) Alcoxyamines issues de nitroxydes beta-phosphores, leur utilisation en polymerisation radicalaire
EP1951774A1 (fr) Procede de preparation d&#39;un polymere vivant comprenant des unites methacryliques et/ou methacrylates
FR2812293A1 (fr) Procede de synthese de polymeres a blocs par polymerisation radicalaire controlee
FR2617489A1 (fr) Composition de polymeres pouvant ameliorer l&#39;indice de viscosite d&#39;une huile lubrifiante, son obtention et l&#39;huile lubrifiante la contenant
CA2284388C (fr) Polymerisation radicalaire en presence de plusieurs radicaux libres stables
EP0402219A1 (fr) Procédé et système d&#39;amorçage pour la polymérisation anionique de monomères acryliques
EP0842198A1 (fr) Procede de preparation d&#39;oligomeres de 1,3-diene telecheliques par polymerisation radicalaire controlee de 1,3-dienes en presence d&#39;un radical libre stable
WO2019202262A2 (fr) Alcoxyamines oligomeres
RU2729619C1 (ru) Способ получения стоматологической адгезивной компоненты
FR3088329A1 (fr) Compositions d&#39;alcoxyamines
EP0034086B1 (fr) Procédé de synthèse de polymères et de copolymères à base de chloroformiate de vinyle
TWI338681B (en) Use of polyalkenyl succinimides in acrylic acid production
EP4136127A1 (fr) Procédé de polymérisation d&#39;au moins un composé polymérisable par voie radicalaire
RU2642780C1 (ru) Способ получения линейных блок-сополимеров (мет)акриловых мономеров
WO2023175121A1 (fr) Procédé de polymérisation par voie radicalaire de thionolactides
WO2002096955A1 (fr) Polymerisation radicalaire au moyen d&#39;agents de transfert contenant du phosphore et du soufre

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19773137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3095694

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207029722

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020557225

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2019773137

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019773137

Country of ref document: EP

Effective date: 20201119