JP2001172324A - α−メチルスチレン系ブロック共重合体の製造方法 - Google Patents
α−メチルスチレン系ブロック共重合体の製造方法Info
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Abstract
させることにより、α−メチルスチレン重合体ブロック
と共役ジエン重合体ブロックからなる高温特性に優れた
ブロック共重合体を工業的に有利に製造する。 【解決手段】 上記課題は、非極性溶媒中有機リチウム
化合物を開始剤として用い、0.1〜10重量%の濃度
の極性化合物の存在下、−30℃〜30℃の温度にて、
5〜50重量%の濃度のα−メチルスチレンを重合させ
ることにより解決することができる。
Description
重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロックからなるブ
ロック共重合体の製造方法に関する。
g)が室温よりも高い重合体ブロック(拘束相)を有し、
その間にTgが室温よりも低い重合体ブロック(ゴム相)
を配したブロック共重合体は熱可塑性エラストマーとし
て広く知られている。熱可塑性エラストマーのうちで
も、スチレン−共役ジエンブロック共重合体及びその水
添物であるスチレン系熱可塑性エラストマーは、粘接着
剤、樹脂の改質等の多くの用途に用いられ、極めて有用
な素材の一つとして注目されている。
ラストマーを高温で使用する要求が市場で高まる傾向が
あり、高温特性に優れた熱可塑性エラストマーの開発が
強く望まれている。高温特性が特に要求されるのは、自
動車部品、電気・電子部品、フィルム、シート、医療材
料等の用途分野であり、求められる高温特性とは、具体
的には、耐熱特性(耐熱老化性)、高温時における引張
り強度、引張り伸び等の機械的特性、加硫ゴムにより近
い圧縮永久歪みや動的ヒステリシスなどである。しかし
ながら、スチレン系熱可塑性エラストマーはスチレン重
合体ブロック(拘束相)のTgが約100℃であり、こ
の温度を超える高温条件下ではエラストマーとしての性
能が著しく低下するという問題があった。
−メチルスチレン、ポリオレフィン、ポリフェニレンエ
ーテルなどを配合することによりその耐熱性を改良する
試みが報告されているが、その改良の程度は市場の要求
を満たすには至っていない。
ジエンブロック共重合体におけるスチレン重合体ブロッ
クの代わりにTgの高いα−メチルスチレン重合体ブロ
ックを導入することにより、その高温特性を高めようと
する試みが知られている。この方法によるα−メチルス
チレン−共役ジエンブロック共重合体の製造方法には、
(1)共役ジエン重合後にα−メチルスチレンを重合さ
せる方法(Macromolecules,(196
9),2(5),453−458)と、(2)α−メチ
ルスチレン重合後に共役ジエンを重合させる方法(Ka
utsch. Gummi, Kunstst.,(19
84),37(5),377−379;Polym.
Bull., (1984),12,71−77)の二
通りの方法がある。
剤を用いてイソプレンを重合させた後、−78℃の温度
条件下テトラヒドロフラン中でα−メチルスチレンを逐
次重合させることによりα−メチルスチレン−イソプレ
ンブロック共重合体を合成している。この方法はα−メ
チルスチレン重合時の重合温度を極低温にする必要があ
るため、工業的製法として好ましいとは言い難い。ま
た、この方法において、α−メチルスチレンの重合時に
溶媒として用いられるテトラヒドロフランは水添触媒の
触媒毒として作用するうえに、水溶性のため、水添反応
後に水添触媒を除去する際の分液抽出作業に困難を伴
う。このため、(1)の方法によっては、重合反応終了
後に溶媒を置換することなく引き続き水添反応を行うこ
とは困難であり、該方法は、引き続き水添反応を行うこ
とを前提としてα−メチルスチレン−共役ジエンブロッ
ク共重合体を製造する観点からも好ましくない。
でα−メチルスチレンを重合させた後、1,3−ブタジ
エンを重合し、テトラクロロシラン又はジクロロジフェ
ニルシランのカップリング剤により重合反応を停止させ
ることでα−メチルスチレン−ブタジエンブロック共重
合体を得ている。この方法では、α−メチルスチレンの
重合反応が無溶媒下で行われるために、重合転化率を上
げると反応溶液の粘度が高まって攪拌が困難となるうえ
に、α−メチルスチレン重合体ブロックの分子量を制御
することが困難である。このため、α−メチルスチレン
の重合転化率が低い時点で共役ジエンを添加し、重合さ
せる必要がある。また、この(2)の方法の場合、多量
のα−メチルスチレンモノマーが重合溶液中に残存する
ので、溶媒を置換しないで引き続き水添反応を行う場
合、共役ジエンブロック部分を水素添加する以外に、こ
の残存するα−メチルスチレンモノマーの二重結合を水
素添加するのに必要な水素が余分に消費されることとな
り、しかもα−メチルスチレンモノマーは水添されてイ
ソプロピルベンゼンへと変換されるため、α−メチルス
チレンモノマーとして回収することができなくなる。こ
のことから、(2)の方法は、引き続き水添反応を行う
ことを前提としてα−メチルスチレン−共役ジエンブロ
ック共重合体を製造する観点からも好ましくない。
的は、α−メチルスチレンを高い重合転化率で重合させ
ることによる、α−メチルスチレン重合体ブロックと共
役ジエン重合体ブロックからなる高温特性に優れたブロ
ック共重合体の工業的に有利な製造方法を提供すること
を目的とする。さらに、本発明は、重合反応終了後に、
溶媒を置換することなく引き続き水添反応を行うことが
できる、α−メチルスチレン重合体ブロックと共役ジエ
ン重合体ブロックからなるブロック共重合体の製造方法
を提供することを目的とする。
題は、非極性溶媒中有機リチウム化合物を開始剤として
用い、特定の濃度の極性化合物を存在させ、ある一定の
温度条件下、特定の濃度のα−メチルスチレンを重合さ
せることにより解決できることが見出された。
有機リチウム化合物を開始剤として用い、0.1〜10
重量%の濃度の極性化合物の存在下、−30℃〜30℃
の温度にて、5〜50重量%の濃度のα−メチルスチレ
ンを重合させ、得られるリビングポリマーに共役ジエン
を重合させ、必要により、得られるα−メチルスチレン
重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロックからなるブ
ロック共重合体を水素添加することを特徴とするα−メ
チルスチレン系ブロック共重合体の製造方法である。
ウム化合物を開始剤として用い、0.1〜10重量%の
濃度の極性化合物の存在下、−30℃〜30℃の温度に
て、5〜50重量%の濃度のα−メチルスチレンを重合
させ、得られるリビングポリマーに共役ジエンを重合さ
せ、得られるα−メチルスチレン重合体ブロックと共役
ジエン重合体ブロックからなるブロック共重合体のリビ
ングポリマーに多官能性カップリング剤を反応させ、必
要により、得られるブロック共重合体を水素添加するこ
とを特徴とするα−メチルスチレン系ブロック共重合体
の製造方法である。
ウム化合物を開始剤として用い、0.1〜10重量%の
濃度の極性化合物の存在下、−30℃〜30℃の温度に
て、5〜50重量%の濃度のα−メチルスチレンを重合
させ、得られるリビングポリマーに共役ジエンを重合さ
せ、得られるα−メチルスチレン重合体ブロックと共役
ジエン重合体ブロックからなるブロック共重合体のリビ
ングポリマーにα−メチルスチレン以外のアニオン重合
性モノマーを重合させ、必要により、得られるブロック
共重合体を水素添加することを特徴とするα−メチルス
チレン系ブロック共重合体の製造方法である。
る。本発明において重合開始剤として用いられる有機リ
チウム化合物としては、n−ブチルリチウム、sec−
ブチルリチウム、tert−ブチルリチウム等のモノリ
チウム化合物、およびテトラエチレンジリチウム等のジ
リチウム化合物を挙げることができ、これらの化合物は
単独で用いても、または2種以上使用してもよい。
合時に使用される溶媒は非極性溶媒であり、例えばシク
ロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ヘキサン、n
−ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエ
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素などを挙げることが
できる。これらは単独で用いても、または2種以上使用
してもよい。
時に使用される極性化合物とは、アニオン種と反応する
官能基(水酸基、カルボニル基など)を有しない、分子
内に酸素原子、窒素原子等の複素原子を有する化合物で
あり、例えばジエチルエーテル、モノグライム、テトラ
メチルエチレンジアミン、ジメトキシエタン、テトラヒ
ドロフラン等を挙げることができる。これらの化合物は
単独で用いても、または2種以上使用してもよい。
1〜10重量%の範囲にあることが必要である。好まし
くは0.5〜3重量%の範囲である。反応系中における
極性化合物の濃度が0.1重量%未満であると、α−メ
チルスチレンを高い転化率で重合させることが困難とな
り、一方、極性化合物の濃度が10重量%を超えると、
この後で共役ジエンを重合させる際に、共役ジエン重合
体ブロック部のビニル化度を制御するのが困難になる。
系中における濃度が5〜50重量%の範囲にあることが
必要である。好ましくは25〜40重量%の範囲であ
る。反応系中におけるα−メチルスチレンの濃度が5重
量%未満であると、α−メチルスチレンを高い転化率で
重合させることが困難になる。また、α−メチルスチレ
ンの濃度が50重量%を超えると、α−メチルスチレン
の重合後期において反応溶液が高粘度化し、攪拌が困難
になる。
重合のα−メチルスチレンが重合によりブロック共重合
体へと転化された割合を意味し、本発明においてその程
度は70%以上であることが好ましく、85%以上であ
ることがより好ましい。
合時の温度条件は、α−メチルスチレンの天井温度(重
合反応が平衡状態に達して実質的に進行しなくなるとき
の温度)、α−メチルスチレンの重合速度、リビング性
などの点から−30℃〜30℃の範囲内であることが必
要である。より好ましくは−20℃〜10℃である。重
合温度が30℃を超えると、α−メチルスチレンを高い
転化率で重合させることが困難になり、さらに生成する
リビングポリマーが失活する割合が大きくなるため、得
られるブロック共重合体中にホモポリα−メチルスチレ
ンが混入し、物性が損なわれる。また、重合温度が−3
0℃に満たないと、α−メチルスチレンの重合後期にお
いて反応溶液が高粘度化し、攪拌が困難になるうえに、
低温状態を維持するのに必要な費用がかさみ、経済的に
不利になる。
合体ブロックの特性が損なわれない限り、α−メチルス
チレンの重合時に他の芳香族ビニル化合物を共存させ、
これをα−メチルスチレンと共重合させてもよい。芳香
族ビニル化合物としては、例えばスチレン、o−、m
−、またはp−メチルスチレン、1,3−ジメチルスチ
レン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等が挙げ
られる。芳香族ビニル化合物は単独で用いても、または
2種以上使用してもよい。
スチレンの重合によりリビングポリα−メチルスチリル
リチウムが生成するので、次いでこのものに共役ジエン
を重合させる。共役ジエンとしては、例えば、1,3−
ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−
ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジ
エンなどが挙げられ、これらの化合物は単独で用いて
も、または2種以上使用してもよい。この中でも好まし
い共役ジエンの例は1,3−ブタジエンまたはイソプレ
ンであり、これらは混合して用いてもよい。
することにより重合に供される。共役ジエンを反応系に
添加する方法としては、特に制限はなく、リビングポリ
α-メチルスチリルリチウム溶液に直接添加しても、あ
るいは溶媒で希釈して添加してもよい。共役ジエンを溶
媒に希釈して添加する方法としては、共役ジエンを加え
た後溶媒で希釈するか、または共役ジエンと溶媒を同時
に投入するか、あるいは溶媒で希釈した後に共役ジエン
を加えてもよい。好適には、リビングポリα−メチルス
チリルリチウムに対して1〜100モル等量に相当する
量の共役ジエンを添加してリビング活性末端を変種した
後、溶媒で希釈し、続いて残りの共役ジエンを投入し、
重合反応を行う方法が推奨される。リビングポリα−メ
チルスチリルリチウムの活性末端を変種するに際し、共
役ジエンの代りにスチレン、o−、m−、またはp−メ
チルスチレン、1,3−ジメチルスチレン、ビニルナフ
タレン、ビニルアントラセン、1,1−ジフェニルエチ
レン等の芳香族ビニル化合物を用いてもよい。共役ジエ
ンを重合する際に、共役ジエンが重合系内に残存してい
るα−メチルスチレンと共重合しても差し支えない。
ては、例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサ
ン、n−ヘキサン、 n−ヘプタンなどの脂肪族炭化水
素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素などを挙げることができる。これらの溶媒は単独で用
いても、または2種以上用いてもよい。α−メチルスチ
レン重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロックからな
るブロック重合体は、耐熱性および耐候性が良好なもの
となる点から、そのブロック共重合体における不飽和二
重結合の一部または全部が水素添加されていることが好
ましい。かかるブロック共重合体を水素添加する場合に
は、リビングポリα−メチルスチリルリチウムに共役ジ
エンを重合させた後、アルコール類、カルボン酸類、水
などの活性水素化合物を添加して重合反応を停止させ、
公知の方法にしたがって不活性有機溶媒中で水添触媒の
存在下に水添して、水添されたブロック共重合体とする
ことができる。
クと共役ジエン重合体ブロックからなるブロック重合体
には、続いてα−メチルスチレン以外のアニオン重合性
モノマーを重合させることができ、これによりABC型
トリブロック共重合体を製造することができる。アニオ
ン重合性モノマーとしては、例えばスチレン、o−、m
−、またはp−メチルスチレン、1,3−ジメチルスチ
レン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等の芳香
族ビニル化合物、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプ
ロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブ
チル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸ヘ
キシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸オ
クチル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸メト
キシエチル、メタクリル酸トリメチルシリル、メタクリ
ル酸トリフルオロメチル、メタクリル酸グリシジル、メ
タクリル酸ジメチルアミド、メタクリル酸N,N−ジメ
チルアミノエチル等のメタクリル酸エステル、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピ
ル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、
アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert−ブチル、
アクリル酸ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アク
リル酸オクチル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸
メトキシエチル、アクリル酸トリメチルシリル、アクリ
ル酸トリフルオロメチル、アクリル酸グリシジル、アク
リル酸ジメチルアミド、アクリル酸N,N−ジメチルア
ミノエチル等のアクリル酸エステル、酸化エチレン、酸
化プロピレン等のエポキシ化合物、ラクトン化合物、環
状アルキルオリゴシロキサン化合物等が挙げられる。こ
れらのアニオン重合性モノマーは単独で用いても、また
は2種以上使用してもよい。また、アニオン重合性モノ
マーの重合反応に支障がない限り、α−メチルスチレン
および/または共役ジエンを少量(通常の場合、アニオ
ン重合性モノマーに対し5重量%以下)共重合させるこ
とは差し支えない。
ジエン重合体ブロックからなるブロック重合体にアニオ
ン重合性モノマーを重合させて得られる非水添のABC
型トリブロック共重合体を水素添加する場合には、アル
コール類、カルボン酸類、水などの活性水素化合物を添
加して重合反応を停止させたのち、公知の方法にしたが
って不活性有機溶媒中で水添触媒の存在下に水添するこ
とにより、水添されたブロック共重合体とすることがで
きる。
に共役ジエンを共重合させて得られるα−メチルスチレ
ン重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロックからなる
ブロック共重合体のリビングポリマーに多官能性カップ
リング剤を反応させることにより、トリブロックまたは
ラジアルテレブロック型のブロック共重合体を製造する
ことができる。この場合のブロック共重合体は、多官能
性カップリング剤の使用量を調製することにより得られ
る、ジブロック、トリブロック、ラジアルテレブロック
型のブロック共重合体を任意の割合で含む混合物であっ
てもよい。多官能性カップリング剤としては、安息香酸
フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸エチ
ル、酢酸メチル、ピバリン酸メチル、ピバリン酸フェニ
ル、ピバリン酸エチル、α,α'−ジクロロ−o−キシレ
ン、α,α'−ジクロロ−m−キシレン、α,α'−ジクロ
ロ−p−キシレン、ビス(クロロメチル)エーテル、ジブ
ロモメタン、ジヨードメタン、フタル酸ジメチル、ジク
ロロジメチルシラン、ジクロロジフェニルシラン、トリ
クロロメチルシラン、テトラクロロシラン、ジビニルベ
ンゼン等が挙げられる。
ジエン重合体ブロックからなるブロック共重合体のリビ
ングポリマーに多官能性カップリング剤を反応させるこ
とにより得られるトリブロックまたはラジアルテレブロ
ック型のブロック共重合体を水素添加する場合には、必
要に応じてアルコール類、カルボン酸類、水などの活性
水素化合物を添加してカップリング反応を停止させたの
ち、公知の方法にしたがって不活性有機溶媒中で水添触
媒の存在下に水添することにより、水添されたブロック
共重合体とすることができる。
ジエン重合体ブロックからなるブロック重合体を水素添
加する場合には、リビングポリα−メチルスチリルリチ
ウムに共役ジエンを重合させた後、アルコール類、カル
ボン酸類、水などの活性水素化合物を添加して重合反応
を停止させ、公知の方法にしたがって不活性有機溶媒中
で水添触媒の存在下に水添して、水添されたブロック共
重合体とすることができる。
体ブロックと共役ジエン重合体ブロックからなる非水添
のブロック重合体、α−メチルスチレン重合体ブロック
と共役ジエン重合体ブロックからなるブロック重合体に
アニオン重合性モノマーを重合させて得られる非水添の
ABC型トリブロック共重合体、またはα−メチルスチ
レン重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロックからな
るブロック共重合体のリビングポリマーに多官能性カッ
プリング剤を反応させることにより得られる非水添のト
リブロックまたはラジアルテレブロック型ブロック共重
合体は、その製造に使用された溶媒を置換することな
く、そのまま水素添加に供することができる。
とコバルト、ニッケルなどからなるチーグラー触媒等の
水添触媒の存在下に、反応温度20〜100℃、水素圧
力1〜100kg/cm2の条件下で行うことができ
る。非水添のブロック共重合体は共役ジエン重合体ブロ
ック中の不飽和二重結合の90%以上が飽和されるまで
水添されることが望ましく、これによりブロック共重合
体の耐候性を高めることができる。水添されたブロック
共重合体における共役ジエン重合体ブロック中の不飽和
二重結合の水添率は、ヨウ素価測定、赤外分光光度計、
核磁気共鳴装置等の分析手段を用いて算出することがで
きる。
添ブロック共重合体(α−メチルスチレン系ブロック共
重合体)のα−メチルスチレン重合体ブロックのポリス
チレン換算数平均分子量は3000〜300000、好
ましくは5000〜100000であり、共役ジエン重
合体ブロックのビニル化度は20〜90%である。
ルスチレン系ブロック共重合体は、本発明の趣旨を損な
わない限り、分子鎖中または分子末端に、カルボキシル
基、水酸基、酸無水物、アミノ基、エポキシ基などの官
能基を含有してもよい。
レン系ブロック共重合体には、その使用目的に応じて、
例えば酸化防止剤、軟化剤、可塑剤、帯電防止剤、滑
剤、紫外線吸収剤、難燃剤、顔料、無機充填剤などの種
々の添加剤を添加することができる。
レン系ブロック共重合体は、耐熱特性(耐熱老化性)、
高温時における引張り強度、引張り伸び等の機械的特
性、加硫ゴムにより近い圧縮永久歪みや動的ヒステリシ
スなどに優れており、その特性を生かして、自動車部
品、電気・電子部品、フィルム、シート、医療材料等の
用途分野に広く用いることができる。
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に
より何ら限定されるものではない。なお、実施例およひ
比較例において用いた薬品は入手し得る限りの最高の純
度のものを用いた。一般の溶剤は十分に脱気したものを
用いた。
マーの数平均分子量、重量平均分子量および分子量分布
はGPC法による測定したポリスチレン換算の値であ
る。また、ポリマーの組成およびミクロ構造は1H-NM
Rにより重クロロホルム溶媒中にて64回積算し定量を
行った。ポリα−メチルスチレンの重合転化率はガスク
ロマトグラフによるα−メチルスチレンの残存量から求
めた。
の評価に用いられた試験法は以下のとおりである。 (1)高温側tan−δ(Tα) レオロジー社製広域動的粘弾性測定装置DVE−V4F
Tレオスペクトラーを用い、引張りモード(11H
z)、昇温速度3℃/分の条件で測定したtan−δの
高温側のピーク温度を読み取った。 (2)硬度(JIS A) JIS−K6301に従って25℃にて測定した。 (3)メルトフローレート(MFR) JISK7210に従って230℃、10kg荷重下で
測定した。 (4)破断強度 JIS−K6301に従って25℃および80℃にて測
定した。 (5)破断伸度 JIS−K6301に従って25℃および80℃にて測
定した。 (6)圧縮永久歪み JIS−K6301に従って80℃、圧縮変形量25%
の条件下に22時間放置した時の圧縮変形歪みを測定し
た。
−メチルスチレン152g、シクロヘキサン221g、
メチルシクロヘキサン38.5gおよびテトラヒドロフ
ラン9.59gを投入した。 (2)続いてsec−ブチルリチウムの1.3M シク
ロヘキサン溶液4.0mlを投入し、−10℃で5時間
重合反応を行った。重合開始5時間後のポリα−メチル
スチレンの数平均分子量をGPC法により測定したとこ
ろ、ポリスチレン換算で30100であり、α−メチル
スチレンの重合転化率は92%であった。 (3)次に、ブタジエン13gを加え30分間攪拌後、
10℃まで昇温しシクロヘキサン109.1gを加え
た。 (4)続いて反応溶液317gを抜き取り、さらにシク
ロヘキサン524.3gを加えた。 (5)次に1,3−ブタジエン97.5gを加え、60
℃で2時間重合反応を行った。 (6)続いてα,α'−ジクロロ−p−キシレンの0.5
0Mトルエン溶液1.7mlを加え60℃にて1時間攪
拌し、カップリングされたα−メチルスチレン−ブタジ
エンブロック共重合体を得た。この時のカップリング効
率をトリブロック共重合体とジブロック共重合体のGP
CにおけるUV(254nm)吸収の面積比から算出す
ると86%であった。また、α−メチルスチレン重合体
ブロックの失活率は2.7%であった。1H-NMR解析
の結果、α−メチルスチレン重合体ブロック含有量は3
3%であり、ブタジエン重合体ブロックのミクロ構造は
1,2−結合量が48モル%、1,4−結合量が52モ
ル%であることが判明した。 (7)オクチル酸ニッケル1.4ミリモルとトリイソブ
チルアルミニウム4.9ミリモルのトルエン溶液を室温
下に反応させることにより水添触媒を得、これを水素雰
囲気下において上記(6)の溶液に添加し、9kg/c
m2の水素ガス圧において室温から反応を開始し、1時
間かけて50℃まで加温した後、7時間水素添加反応を
行った。 (8)クエン酸4.7g、30%過酸化水素水2.8g
を蒸留水100mlに溶解したものを上記(7)の反応
系内に投入し、50℃にて2時間攪拌後、攪拌を止め室
温にて放置した。 (9)水相を抜き取り、残った有機相を蒸留水にて3回
分液洗浄した後、有機相をアセトン中に注いでポリマー
を再沈させた。 (10)得られた再沈物をメタノールにて十分に洗浄し
たのち、0.1phr相当の酸化防止剤を添加し、60
℃で真空乾燥した。 (11)このようにしてα−メチルスチレン−ブタジエ
ンブロック共重合体の水添物(ポリマー1)を得た。得
られたポリマー1をGPC測定した結果、主成分は次に
示す分子量を有するトリブロック共重合体であり、GP
CにおけるUV(254nm)吸収の面積比から算出し
たところ、トリブロック共重合体は全体の84%含まれ
ることが判明した。 Mt(平均分子量のピークトップ)=268000 Mn(数平均分子量)=263000 Mw(重量平均分子量)=270100 Mw/Mn=1.03 また、ポリマー1の1H-NMR測定により、ブタジエン
重合体ブロック部の水素添加率は99%であることが判
明した。
−メチルスチレン90.9g、シクロヘキサン132
g、メチルシクロヘキサン23.1gおよびテトラヒド
ロフラン3.11gを投入した。 (2)続いてsec−ブチルリチウムの1.3M シク
ロヘキサン溶液2.6mlを投入し、−10℃で3時間
重合反応を行った。重合開始3時間後のポリα−メチル
スチレンの数平均分子量をGPC法により測定したとこ
ろ、ポリスチレン換算で20400であり、α−メチル
スチレンの重合転化率は73%であった。 (3)次に、ブタジエン19.5gを加え30分間攪拌
後、10℃まで昇温しシクロヘキサン109gを加え
た。 (4)続いて反応溶液にシクロヘキサン268gを加え
て希釈した後、重合液235gを抜き取り、さらにシク
ロヘキサン319gを加え希釈した。 (5)次に1,3−ブタジエン26.0gを加え、40
℃で2時間重合反応を行った。 (6)さらに1,3−ブタジエン22.1gを加え、4
0℃で2時間重合反応を行った。 (7)続いて安息香酸フェニルの0.50Mトルエン溶
液1.7mlを加え40℃にて1時間攪拌し、カップリ
ングされたα−メチルスチレン−ブタジエンブロック共
重合体を得た。この時のカップリング効率をトリブロッ
ク共重合体とジブロック共重合体のGPCにおけるUV
吸収の面積比から算出すると95%であった。また、α
−メチルスチレン重合体ブロックの失活率は2.3%で
あった。1H-NMR解析の結果、α−メチルスチレン重
合体ブロック含有量は33%であり、ブタジエン重合体
ブロックのミクロ構造は1,2−結合量が55モル%、
1,4−結合量が45モル%であることが判明した。 (8)オクチル酸ニッケル2.7ミリモルとトリイソブ
チルアルミニウム9.5ミリモルのトルエン溶液を室温
下で反応させることにより水添触媒を得、これを水素雰
囲気下において上記(7)の溶液中に添加し、9kg/
cm2の水素ガス圧において室温から反応を開始し、1
0分間で60℃まで加温した後、7時間水素添加反応を
行った。 (9)クエン酸8.9g、30%過酸化水素水5.3g
を蒸留水100mlに溶解したものを上記(8)の反応
系内に投入し、50℃にて2時間攪拌後、攪拌を止め室
温にて放置した。 (10)水相を抜き取り、残った有機相を蒸留水にて3
回分液洗浄した後、有機相をメタノール/アセトン=1
/1の混合溶媒中に注いでポリマーを再沈させた。 (11)得られた再沈物をメタノールにて十分に洗浄し
たのち、0.1phr相当の酸化防止剤を添加し、60
℃で真空乾燥した。 (12)このようにしてα−メチルスチレン−ブタジエ
ンブロック共重合体の水添物(ポリマー2)を得た。得
られたポリマー2をGPC測定した結果、主成分は次に
示す分子量を有するトリブロック共重合体であり、GP
CにおけるUV(254nm)吸収の面積比から算出し
たところ、トリブロック共重合体は全体の93%含まれ
ることが判明した。 Mt(平均分子量のピークトップ)=177000 Mn(数平均分子量)=173000 Mw(重量平均分子量)=175000 Mw/Mn=1.01 また、ポリマー2の1H-NMR測定により、ブタジエン
重合体ブロック部の水素添加率は99%であることが判
明した。
−メチルスチレン90.9g、シクロヘキサン132
g、メチルシクロヘキサン23.1gおよびテトラヒド
ロフラン3.11gを投入した。 (2)続いてsec−ブチルリチウムの1.3M シク
ロヘキサン溶液9.1mlを投入し、−10℃で3時間
重合反応を行った。重合開始3時間後のポリα−メチル
スチレンの数平均分子量をGPC法により測定したとこ
ろ、ポリスチレン換算で6400であり、α−メチルス
チレンの重合転化率は91%であった。 (3)次に、ブタジエン19.5gを加え30分間攪拌
後、10℃まで昇温しシクロヘキサン308gを加え
た。 (4)重合液356gを抜き取り、さらにシクロヘキサ
ン268gを加え希釈した。 (5)次に1,3−ブタジエン32.5gを加え、40
℃で2時間重合反応を行った。 (6)さらに1,3−ブタジエン29.3gを加え、4
0℃で2時間重合反応を行った。 (7)続いて安息香酸フェニルの0.50Mトルエン溶
液4.1mlを加え40℃にて1時間攪拌し、カップリ
ングされたα−メチルスチレン−ブタジエンブロック共
重合体を得た。この時のカップリング効率をトリブロッ
ク共重合体とジブロック共重合体のGPCにおけるUV
吸収の面積比から算出すると94%であった。また、α
−メチルスチレン重合体ブロックの失活率は1%以下で
あった。また、1H-NMR解析の結果、α−メチルスチ
レン重合体ブロック含有量は33%であり、ブタジエン
重合体ブロックのミクロ構造は1,2−結合量が53モ
ル%、1,4−結合量が47モル%であることが判明し
た。 (8)オクチル酸ニッケル2.7ミリモルとトリイソブ
チルアルミニウム9.5ミリモルのトルエン溶液を室温
下で反応させることにより水添触媒を得、これを水素雰
囲気下において上記(7)の溶液中に添加し、9kg/
cm2の水素ガス圧において室温から反応を開始し、1
0分間で60℃まで加温した後、7時間水素添加反応を
行った。 (9)クエン酸8.9g、30%過酸化水素水5.3g
を蒸留水100mlに溶解したものを上記(8)の反応
系内に投入し、50℃にて2時間攪拌後、攪拌を止め室
温にて放置した。 (10)水相を抜き取り、残った有機相を蒸留水にて3
回分液洗浄した後、有機相をメタノール/アセトン=1
/1の混合溶媒中に注いでポリマーを再沈させた。 (11)得られた再沈物をメタノールにて十分に洗浄し
たのち、0.1phr相当の酸化防止剤を添加し、60
℃で真空乾燥した。 (12)このようにしてα−メチルスチレン−ブタジエ
ンブロック共重合体の水添物(ポリマー3)を得た。得
られたポリマー2をGPC測定した結果、主成分は次に
示す分子量を有するトリブロック共重合体であり、GP
CにおけるUV(254nm)吸収の面積比から算出し
たところ、トリブロック共重合体は全体の94%含まれ
ることが判明した。 Mt(平均分子量のピークトップ)=74300 Mn(数平均分子量)=72200 Mw(重量平均分子量)=73900 Mw/Mn=1.01 また、ポリマー3の1H-NMR測定により、ブタジエン
重合体ブロック部の水素添加率は99%であることが判
明した。ポリマー3について、高温側tan−δ(T
α)、硬度(JIS A)、メルトフローレート、破断
強度、破断伸度および圧縮永久歪みを測定した。その結
果を表1に示す。また、ポリマー3の粘弾性挙動を図1
に示す。なお、粘弾性の測定はレオロジー社製広域動的
粘弾性測定装置DVE−V4FTレオスペクトラーを用
い、引張りモード(11Hz)、昇温速度3℃/分の条
件で測定したものである。
−メチルスチレン90.9g、シクロヘキサン132.
4g、メチルシクロヘキサン23.1gおよびテトラヒ
ドロフラン5.8gを投入した。 (2)続いてsec-ブチルリチウムの1.3M シクロ
ヘキサン溶液2.8mlを投入し、−10℃で3時間重
合反応を行った。重合開始3時間後のポリα−メチルス
チレンの数平均分子量をGPC法により測定したとこ
ろ、ポリスチレン換算で28500であり、α−メチル
スチレンの重合転化率は95%であった。 (3)次に、1,3−ブタジエン6.5gを加え、1時
間攪拌後に10℃まで昇温しシクロヘキサン156gを
加え、重合溶液300mlを抜いた。さらにシクロヘキ
サン156gを加えた。 (4)重合溶液200mlを抜き取り、さらにシクロヘ
キサン428gを加えた。 (5)続いて1,3−ブタジエン58.5gを加え、4
5℃で3時間重合反応を行った。 (6)次にスチレン13.6gを加え、45℃で2時間
重合反応を行った後、メタノールを添加して重合反応を
停止し、α−メチルスチレン−ブタジエン−スチレント
リブロック共重合体を得た。GPCにおけるUV吸収の
面積比から算出すると、α−メチルスチレン重合体ブロ
ックの失活率は2.7%であった。1H-NMR測定の結
果、このもののα−メチルスチレン重合体ブロックとス
チレン重合体ブロックの含有量は合わせて31%であ
り、ブタジエン重合体ブロックのミクロ構造は1,2−
結合量が42モル%、1,4−結合量が58モル%であ
ることが判明した。 (7)オクチル酸ニッケル2.7ミリモルとトリイソブ
チルアルミニウム9.5ミリモルのトルエン溶液を室温
下で反応させることにより水添触媒を得、これおを水素
雰囲気下において上記(6)の溶液中に添加し、9kg
/cm2の水素ガス圧において室温から反応を開始し、
10分間で60℃まで加温した後、6時間水素添加反応
を行った。 (8)クエン酸8.9g、30%過酸化水素水5.3g
を蒸留水100mlに溶解したものを上記(7)の反応
系内に投入し、50℃にて2時間攪拌後、攪拌を止め室
温にて放置した。 (9)水相を抜き取り、残った有機相を蒸留水にて3回
分液洗浄した後、有機相をメタノール/アセトン=1/
1の混合溶媒中に注いでポリマーを再沈させた。 (10)得られた再沈物をメタノールにて十分に洗浄し
たのち、0.1phr相当の酸化防止剤を添加し、60
℃で真空乾燥した。 (11)このようにしてα−メチルスチレン−ブタジエ
ンブロック共重合体の水添物(ポリマー4)を得た。得
られたポリマー4をGPCによって分析した結果、分子
量は以下に示すとおりであった。 Mt(平均分子量のピークトップ)=263000 Mn(数平均分子量)=258000 Mw(重量平均分子量)=265000 Mw/Mn=1.03 また、ポリマー4を1H-NMRにて分析した結果、ブタ
ジエン重合体ブロック部の水素添加率は97%であるこ
とが判明した。
ほかは実施例4と同様にしてα−メチルスチレンの重合
を行った。 (1)窒素置換を十分に行ったオートクレーブ中に、α
−メチルスチレン90.9g、シクロヘキサン132.
4g、メチルシクロヘキサン23.1gおよびテトラヒ
ドロフラン5.8gを投入した。 (2)続いてsec-ブチルリチウムの1.3M シクロ
ヘキサン溶液2.8mlを投入し、35℃で3時間重合
反応を行った。重合開始3時間後のポリα−メチルスチ
レンの数平均分子量をGPC法により測定したところ、
ポリスチレン換算で1100であり、α−メチルスチレ
ンの重合転化率は5%と極めて低かった。また、重合時
間を24時間としても重合転化率を高めることはできな
かった。
を少なくしたほかは実施例4と同様にしてα−メチルス
チレンの重合を行った。 (1)窒素置換を十分に行ったオートクレーブ中に、α
−メチルスチレン90.9g、シクロヘキサン132.
4g、メチルシクロヘキサン23.1gおよびテトラヒ
ドロフラン0.2gを投入した。 (2)続いてsec-ブチルリチウムの1.3M シクロ
ヘキサン溶液2.8mlを投入し、−10℃で3時間重
合反応を行った。重合開始3時間後のα−メチルスチレ
ンの重合転化率は2%と極めて低く、ポリα−メチルス
チレンは得られなかった。
下げたほかは実施例4と同様にしてα−メチルスチレン
の重合を行った。 (1)窒素置換を十分に行ったオートクレーブ中に、α
−メチルスチレン9.1g、シクロヘキサン132.4
g、メチルシクロヘキサン23.1gおよびテトラヒド
ロフラン5.8gを投入した。 (2)続いてsec-ブチルリチウムの1.3M シクロ
ヘキサン溶液0.3mlを投入し、−10℃で3時間重
合反応を行った。重合開始3時間後のポリα−メチルス
チレンの数平均分子量をGPC法により測定したとこ
ろ、ポリスチレン換算で7200であり、α−メチルス
チレンの重合転化率は24%と低かった。
チレンーブタジエンースチレントリブロック共重合体の
水添物を製造した。 (1)窒素置換を十分に行ったオートクレーブ中に、ス
チレン23.2g、シクロヘキサン640.0gを投入
した。 (2)続いてsec-ブチルリチウムの1.3M シクロ
ヘキサン溶液2.3mlを投入し、40℃で2時間重合
反応を行った。 (3)次に、テトラヒドロフラン1.6g及び1,3−
ブタジエン113.6gを加え、60℃で2時間攪拌し
た。 (4次にスチレン23.2gを加え、45℃で2時間重
合反応を行った後、メタノールを添加して重合反応を停
止し、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共
重合体を得た。1H-NMR測定の結果、スチレン重合体
ブロックの含有量は29%であり、ブタジエン重合体ブ
ロックのミクロ構造は1,2−結合量が40モル%、
1,4−結合量が60モル%であることが判明した。 (7)オクチル酸ニッケル1.5ミリモルとトリイソブ
チルアルミニウム5.3ミリモルのトルエン溶液を室温
下で反応させることにより水添触媒を得、これおを水素
雰囲気下において上記(6)の溶液中に添加し、9kg
/cm2の水素ガス圧において室温から反応を開始し、
10分間で60℃まで加温した後、6時間水素添加反応
を行った。 (8)クエン酸5.0g、30%過酸化水素水3.0g
を蒸留水100mlに溶解したものを上記(7)の反応
系内に投入し、50℃にて2時間攪拌後、攪拌を止め室
温にて放置した。 (9)水相を抜き取り、残った有機相を蒸留水にて3回
分液洗浄した後、有機相をメタノール/アセトン=1/
1の混合溶媒中に注いでポリマーを再沈させた。 (10)得られた再沈物をメタノールにて十分に洗浄し
たのち、0.1phr相当の酸化防止剤を添加し、60
℃で真空乾燥した。 (11)このようにしてスチレン−ブタジエンブロック
共重合体の水添物(ポリマー5)を得た。得られたポリ
マー5をGPCによって分析した結果、分子量は以下に
示すとおりであった。 Mt(平均分子量のピークトップ)=126000 Mn(数平均分子量)=80700 Mw(重量平均分子量)=847000 Mw/Mn=1.05 また、ポリマー5を1H-NMRにて分析した結果、ブタ
ジエン重合体ブロック部の水素添加率は98%であるこ
とが判明した。ポリマー5について、高温側tan−δ
(Tα)、硬度(JIS A)、メルトフローレート、
破断強度、破断伸度および圧縮永久歪みを測定した。そ
の結果を表1に示す。
弾性の測定はポリマー3の場合と同様に、レオロジー社
製広域動的粘弾性測定装置DVE−V4FTレオスペク
トラーを用い、引張りモード(11Hz)、昇温速度3
℃/分の条件で測定した。
レンを高い重合添加率で重合させることにより、α−メ
チルスチレン重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロッ
クからなる高温特性に優れたブロック共重合体を工業的
に有利に製造することができ、また、重合反応終了後
に、溶媒を置換することなく引き続き水添反応を行うこ
とができる。本発明の方法によって製造されるα−メチ
ルスチレン系ブロック共重合体は、耐熱特性(耐熱老化
性)、高温時における引張り強度、引張り伸び等の機械
的特性、加硫ゴムにより近い圧縮永久歪みや動的ヒステ
リシスなどに優れており、その特性を生かして、自動車
部品、電気・電子部品、フィルム、シート、医療材料等
の用途分野に広く用いることができる。
で得られるポリマー5についての粘弾性挙動を示す図で
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 非極性溶媒中有機リチウム化合物を開始
剤として用い、0.1〜10重量%の濃度の極性化合物
の存在下、−30℃〜30℃の温度にて、5〜50重量
%の濃度のα−メチルスチレンを重合させ、得られるリ
ビングポリマーに共役ジエンを重合させ、必要により、
得られるα−メチルスチレン重合体ブロックと共役ジエ
ン重合体ブロックからなるブロック共重合体を水素添加
することを特徴とするα−メチルスチレン系ブロック共
重合体の製造方法。 - 【請求項2】 非極性溶媒中有機リチウム化合物を開始
剤として用い、0.1〜10重量%の濃度の極性化合物
の存在下、−30℃〜30℃の温度にて、5〜50重量
%の濃度のα−メチルスチレンを重合させ、得られるリ
ビングポリマーに共役ジエンを重合させ、得られるα−
メチルスチレン重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロ
ックからなるブロック共重合体のリビングポリマーに多
官能性カップリング剤を反応させ、必要により、得られ
るブロック共重合体を水素添加することを特徴とするα
−メチルスチレン系ブロック共重合体の製造方法。 - 【請求項3】 非極性溶媒中有機リチウム化合物を開始
剤として用い、0.1〜10重量%の濃度の極性化合物
の存在下、−30℃〜30℃の温度にて、5〜50重量
%の濃度のα−メチルスチレンを重合させ、得られるリ
ビングポリマーに共役ジエンを重合させ、得られるα−
メチルスチレン重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロ
ックからなるブロック共重合体のリビングポリマーにα
−メチルスチレン以外のアニオン重合性モノマーを重合
させ、必要により、得られるブロック共重合体を水素添
加することを特徴とするα−メチルスチレン系ブロック
共重合体の製造方法。
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