聚合物及聚合物的制造方法_4

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的化合物的原料单 体)的纯度,但也优选使得原料单体的其他反应速度相对于均聚反应速度降低。
[0253] 已知内酯的稳定异构体通过热异构化在聚合中生成。另一方面,在本发明的聚合 物的制造方法中的聚合反应中,原料单体的反应性(聚合活性)非常低,需要比较高的温度 (例如,超过80°C的温度)。
[0254] 本发明的聚合物的制造方法中使用的乳液聚合在自由基聚合中、特别是在聚合反 应速度方面优异。认为本发明的聚合物的制造方法通过包括使含有上述通式(IV-a)所表 示的化合物的原料单体进行乳液聚合的工序,能够使原料单体的热异构化相对于原料单体 的均聚反应速度的相对速度降低,有效地抑制稳定异构体的生成而达成高的转化率,其结 果是,得到上述的本发明的聚合物。
[0255] 本发明的聚合物的制造方法中的乳液聚合优选例如将含有原料单体、乳化剂和聚 合引发剂的乳化液边在例如70~200°C、优选80~150°C下搅拌1小时以上、优选24小时 以上边使其聚合,并用分散介质进行洗涤。
[0256] 作为原料单体,使用上述通式(IV-a)所表示的化合物,优选单独使用上述通式 (IV-a)所表示的化合物,更优选上述通式(IV-a)所表示的化合物实质上占有原料单体的 全部量。特别优选使99摩尔%以上为上述通式(IV-a)所表示的化合物的原料单体聚合, 更优选使100摩尔%为上述通式(IV-a)所表示的化合物的原料单体聚合。
[0257] 作为乳化剂,没有特别限定,可以使用阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性 剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂中的任一种,但从乳化稳定性的观点出发,特别 优选阴离子性表面活性剂。
[0258] 作为阴离子性表面活性剂,可以使用例如月桂基硫酸钠等脂肪酸盐、高级醇硫酸 酯盐、十二烷基苯磺酸钠等烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸盐、聚氧壬基苯基醚磺酸 铵、聚氧乙烯-聚氧丙二醇醚硫酸盐。作为其他可以使用的表面活性剂,可以参考例如日本 特开2008-33148号公报的段落0038~0050,该内容纳入本申请说明书中。
[0259] 在将原料单体的合计设为100摩尔时,本发明的聚合物的乳液聚合中使用的表面 活性剂的量优选〇. 1~100摩尔,更优选1~10摩尔。
[0260] 作为聚合引发剂,只要是能够产生自由基即可,可以使用例如过硫酸盐、过氧化氢 等无机过氧化物、日本油脂(株)有机过氧化物目录等中记载的过氧化物及和光纯药工业 (株)偶氮聚合引发剂目录等中记载的偶氮化合物。其中,优选过硫酸盐等水溶性过氧化 物及和光纯药工业(株)偶氮聚合引发剂目录等中记载的水溶性偶氮化合物,更优选过硫 酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮双(2-甲基丙脒)盐酸盐、偶氮双(2-甲基-N_(2-羟基乙 基)丙酰胺)、或偶氮二氰基戊酸,特别优选过硫酸铵、过硫酸钠、或过硫酸钾等过氧化物。
[0261] 在将原料单体的合计设为100摩尔时,本发明的聚合物的乳液聚合中使用的聚合 引发剂的量优选〇.〇1~10摩尔,更优选〇. 1~5摩尔。
[0262] 作为分散介质,优选水或水与水系溶剂的混合物。作为水系溶剂,特别优选例如低 级脂肪族醇、芳香族醇、多元醇及多元醇的烷基醚衍生物、或低级酮,更优选低级脂肪族醇。
[0263] 作为具体例子,可列举出甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇或叔丁醇等直链或支链的脂 肪族低级醇;苄基醇、或2-苯基乙醇等芳香族醇;丙二醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四 乙二醇、PEG200或PEG400等聚乙二醇;二丙二醇、三丙二醇等聚丙二醇;1,3_ 丁二醇、2, 3_ 丁二醇、1,4_ 丁二醇、1,5_戊二醇或己二醇等多元醇;以及,乙二醇单甲醚、乙二醇单乙 醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单 乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇二甲 醚、三乙二醇二乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚乙酸酯或乙二醇单 乙醚乙酸酯等多元醇的烷基醚衍生物、醇的烷基醚衍生物;丙酮等低级酮。
[0264] 它们中,优选甲醇、乙醇、正丙醇、2-丙醇、乙二醇单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇 单甲醚、二乙二醇二甲醚、丙酮、二丙二醇或3-甲基-3-甲氧基丁醇,特别优选甲醇。
[0265] 在本发明的聚合物的乳液聚合时,水系溶剂相对于乳液聚合的溶剂总量优选为 〇~50质量%,更优选为0~10质量%。
[0266] 〈〈第2实施方式》
[0267] 本发明的聚合物的制造方法优选包括使上述通式(IV-a)所表示的化合物在至少 一种的布朗斯台德酸或路易斯酸存在下进行自由基聚合的工序。通过这样的制造方法,能 够有效地获得上述的本发明的聚合物、例如聚合物2-1。此外,还能够有效地获得含有上述 通式(I)所表示的结构单元、上述通式(II)所表示的结构单元及上述通式(III)所表示的 结构单元的聚合物。
[0268] 尽管是推测的,但认为其理由为:通过添加至少一种的布朗斯台德酸或路易斯酸, 可以抑制由上述通式(IV-a)所表示的单体的部分结构即烯丙基酯部位(上述通式(IV-a) 中的"C( = 0) O-C-CR3= CR 4R5"的部位)部位的链转移引起的聚合停止反应。此外,通过 在至少一种的布朗斯台德酸或路易斯酸存在下进行自由基聚合,可以在抑制由上述烯丙基 酯部位的链转移引起的聚合停止反应的同时,使烯丙基酯部位聚合,其结果是,上述通式 (IV-a)所表示的化合物的副反应相对于聚合反应速度的相对速度降低,所得到的聚合物的 产量及整体的分子量大大提高,所以能够得到上述的本发明的聚合物。
[0269] 本发明的聚合物的制造方法中的自由基聚合优选将例如含有原料单体、聚合引发 剂和分散介质的溶液在至少一种的布朗斯台德酸或路易斯酸存在下边在70~200°C、优选 80~150°C下搅拌3小时以上、优选24小时以上边使其聚合后,用分散介质进行洗涤。
[0270] 作为本发明中的聚合方法,只要是自由基聚合则没有特别限制,可以采用公知的 聚合方法。可列举出例如热自由基聚合方法、光自由基聚合方法、活性自由基聚合方法等, 但从反应的转化率的观点出发,优选热自由基聚合方法。
[0271] 作为布朗斯台德酸,可列举出例如氯化氢、溴化氢、碘化氢、乙酸、三氟乙酸、磷酸、 磷酸酯、硫酸、硝酸、苯磺酸、对甲苯磺酸等。作为路易斯酸,可列举出例如三氯化铝、乙基二 氯化铝、乙基倍半氯化铝、乙基氯化铝、乙氧基二氯化铝、三乙基铝、三碘化铝、三溴化铝、五 氯化锑、三乙基铝、四乙氧基锆、四叔丁氧基锆、四乙酰丙酮锆、四氯化锡、三氯化锑、三氯化 铁、四氯化钛、氯化锌、二氯化汞、二氯化镉、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼、三碘化硼及这 些路易斯酸与水的反应物等。它们可以单独使用1种也可以将2种以上组合使用。这些布 朗斯台德酸中,从分子量的观点出发,优选乙酸。此外,这些路易斯酸中,从聚合收率及分子 量的观点出发,优选氯化锌。
[0272] 在将原料单体的合计设为100摩尔时,布朗斯台德酸或路易斯酸的使用量优选为 1~300摩尔,更优选20~200摩尔,进一步优选50~180摩尔。
[0273] 作为原料单体,与上述的第1实施方式的原料单体含义相同,优选的范围也相同。
[0274] 作为聚合引发剂,与上述的第1实施方式的聚合引发剂含义相同,优选偶氮化合 物及水溶性偶氮化合物。在将原料单体的合计设为100摩尔时,本发明的聚合物的乳液聚 合中使用的聚合引发剂的量优选0.01~10摩尔,更优选〇. 1~5摩尔。
[0275] 作为分散介质,可以使用上述的第1实施方式的制造方法的分散介质。此外,作为 其他分散介质,可列举出例如正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、环己醇、乙二醇单甲醚、乙二 醇单乙醚、乙二醇单正丙醚、乙二醇单正丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇 二正丙醚、二乙二醇二正丁醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单正丙 醚乙酸酯、丙二醇、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单正丙醚、2-羟基-2-甲基丙酸乙 酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸 3-甲基-3-甲氧基丁酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、丁酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸乙 酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、N-甲 基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、苄基乙基醚、二正己基醚、乙二醇单 甲醚、二乙二醇单乙醚、γ-丁内酯、甲苯、二甲苯、己酸、辛酸、辛烷、癸烷、1-辛醇、1-壬醇、 苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯等。这 些分散介质中,从收率的观点出发,优选碳酸亚乙酯。上述的分散介质可以单独使用或将2 种以上混合使用。
[0276] 〈〈第3实施方式》
[0277] 本发明的聚合物可以由1,3_二烯化合物和二氧化碳以一锅法进行合成。以一锅 法合成是指,例如合成上述通式(IV-a)所表示的化合物(原料单体)后,在不进行纯化的 情况下直接引发聚合。本发明的聚合物可以由例如丁二烯和二氧化碳直接得到。丁二烯也 可以由植物原料合成,可以形成不依赖于化石燃料的塑料材料。
[0278] 例如也可以由选自1,3-丁二烯、1,3-戊二烯及异戊二烯中的至少1种和二氧化碳 以一锅法合成上述的聚合物2-1~2-5或聚合物3-1。
[0279] 具体而言,通过由1,3_丁二烯和二氧化碳得到下述通式(IV-a)所表示的化合物, 并使其聚合,可以得到上述的聚合物2-1。
[0280] 通式(IV-a)
[0281][化学式 26]
[0283] (通式(IV-a)中,R2与通式(AO)中的R2含义相同,优选的范围也相同。)
[0284] 此外,通过由1,3- 丁二烯、异戊二烯和二氧化碳得到含有下述通式(IV-bl)所表 示的化合物和下述通式(IV_b2)所表示的化合物的混合物,并使它们聚合,可以得到上述 的聚合物2-2或聚合物3-1。
[0285] 通式(IV-bl)
[0286] [化学式 27]
[0288] (通式(IV-bl)中,R2及R3与通式(Al)中的R2及R 3含义相同,优选的范围也相 同。)
[0289] 通式(IV-b2)
[0290] [化学式 28]
[0292] (通式(IV_b2)中,R2及R6与通式(Al)中的R2及R 6含义相同,优选的范围也相 同。)
[0293] 此外,通过由1,3_丁二烯、1,3_戊二烯和二氧化碳得到下述通式(IV-C)所表示的 化合物,并使其聚合,可以得到上述的聚合物2-3。
[0294] 通式(IV-c)
[0295] [化学式 29]
[0297](通式(IV-c)中,R2及R4与通式(A2)中的R2及R 4含义相同,优选的范围也相 同。)
[0298] 此外,通过由1,3-丁二烯、异戊二烯和二氧化碳仅得到下述通式(IV-d)所表示的 化合物,并使其聚合,可以得到上述的聚合物2-4。
[0299] 通式(IV-d)
[0300] [化学式 30]
[0302] (通式(IV-d)中,R2及R6与通式(A3)中的R2及R6含义相同,优选的范围也相 同。)
[0303] 此外,通过由异戊二烯和二氧化碳仅得到下述通式(IV-e)所表示的化合物,并使 其聚合,可以得到上述的聚合物2-5。
[0304] 通式(IV-e)
[0305] [化学式 31]
[0307] (通式(IV-e)中,R^R2及R6与通式(A4)中的R^R2及R 6含义相同,优选的范围 也相同。)
[0308] 〈〈本发明的聚合物的用途》
[0309] 本发明的聚合物可以用于各种用途。本发明的聚合物例如可以溶解到有机溶剂 中,作为清漆使用。此外,对该清漆进行溶液成形,可以制成成形体。成形体的形状没有 特别限制,可以成形为例如膜状(涂敷膜、透明膜等)、片材状、管状(管(例如日本特开 2005-002531号公报)、软管)、电子设备的框体等。此外,本发明的聚合物也可以通
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