JP2014189749A - Method for producing polymer - Google Patents
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Abstract
【課題】工業的に製造可能な反応温度で、長鎖アルキル基を有する重合性単量体のリビングアニオン重合を実施でき、さらに、分子量分布が狭い長鎖アルキル基を有する重合体が得られる製造方法を提供する。
【解決手段】複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを用いて、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する重合性単量体を重合開始剤(C)の存在下でリビングアニオン重合させる重合体の製造方法を用いる。さらに、ブロック共重合体を得る場合には、第1の重合性単量体と重合開始剤(C)とをマイクロリアクター内でリビングアニオン重合させて得られた中間重合体と、第2の重合性単量体とをリビングアニオン重合させる重合体の製造方法において、第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体の少なくとも一方に長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有するものを用いた重合体の製造方法を用いる。
【選択図】なしProduction capable of carrying out living anionic polymerization of a polymerizable monomer having a long chain alkyl group at a reaction temperature that can be produced industrially, and further obtaining a polymer having a long chain alkyl group with a narrow molecular weight distribution Provide a method.
A polymerization initiator containing a polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group is converted into a polymerization initiator (C) using a microreactor having a flow path capable of mixing a plurality of liquids. A method for producing a polymer that undergoes living anionic polymerization in the presence of Furthermore, when obtaining a block copolymer, the intermediate polymer obtained by carrying out living anion polymerization of the first polymerizable monomer and the polymerization initiator (C) in the microreactor, and the second polymerization In the method for producing a polymer in which a living monomer is polymerized with living anionic polymer, a polymerizable monomer having a long chain alkyl group in at least one of the first polymerizable monomer and the second polymerizable monomer ( A method for producing a polymer using a material containing A) is used.
[Selection figure] None
Description
本発明は、マイクロリアクターを用いた重合体の製造方法に関する。さらに詳しくは、リビングアニオン重合を用いた分子量分布が非常に狭い長鎖アルキル基を有する重合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polymer using a microreactor. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polymer having a long-chain alkyl group with a very narrow molecular weight distribution using living anionic polymerization.
近年、石油エネルギーの高騰から化学製品の製造方法の抜本的な見直しが迫られてきている。その中で、化学合成の分野において、マイクロリアクターに対する関心が高まってきている。マイクロリアクターは微小容器を用いた狭い空間で化学反応を行う装置であり大掛かりな装置の導入も不必要で、投資コスト、製造コストの削減も期待されるため、マイクロリアクターを用いた化学反応について広く研究されている。 In recent years, a drastic review of the manufacturing method of chemical products has been urged due to soaring petroleum energy. Among them, interest in microreactors is increasing in the field of chemical synthesis. A microreactor is a device that performs chemical reactions in a small space using a micro container, and it is not necessary to introduce a large-scale device, and it is expected to reduce investment costs and manufacturing costs. Therefore, it is widely used for chemical reactions using microreactors. It has been studied.
具体的には、前記マイクロリアクターは、複数の液体を混合可能な流路と、前記流路に連通し、前記流路に液体を導入する導入路とを備える微小容器であり、流路径としては、数μmから数百μmのものが代表的である。前記マイクロリアクターの前記導入路を通じて供給された複数の液体は、前記流路で合流することにより、混合され、反応が生じる。 Specifically, the microreactor is a micro container provided with a flow path capable of mixing a plurality of liquids, and an introduction path that communicates with the flow path and introduces the liquid into the flow path. A typical one is from several μm to several hundred μm. The plurality of liquids supplied through the introduction path of the microreactor are mixed together by the flow path to cause a reaction.
マイクロリアクターを用いた反応では、反応溶液の精確な流れの制御、温度制御、迅速な混合が可能となると考えられており、従来実施されているバッチ方式の反応と比較して転化率や選択性の向上が期待され、高効率な生産方法として注目されている。マイクロリアクターを用いて分子量分布の狭い重合体を合成する新規な技術、特別な冷却装置などを用いることなく、効率よく高い転化率で重合体を製造可能な方法、及び、連続的な工程でブロック共重合体を製造可能な方法が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。 In the reaction using a microreactor, it is considered that precise flow control of the reaction solution, temperature control, and rapid mixing are possible, and the conversion rate and selectivity are compared with the batch-type reaction that has been carried out conventionally. Improvement is expected, and it is attracting attention as a highly efficient production method. A new technology for synthesizing polymers with a narrow molecular weight distribution using a microreactor, a method capable of producing a polymer efficiently and at a high conversion without using a special cooling device, and blocking in a continuous process A method capable of producing a copolymer is disclosed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
一方、重合体の製造方法として、リビングアニオン重合は精密な重合体の設計(特に分子量制御)が可能な点で、最良な重合方法の一つと考えられるものの、バッチ方式においてはリビング重合の開始反応を揃えるために、重合性単量体及び重合開始剤を−78℃以下に冷却しながら混合しなければならないため、超低温冷却設備を要するという問題があった。また、リビングアニオン重合の開始反応を揃えるために、重合性単量体を霧状又は低濃度(例えば、1.5M未満。)で加えなければならないため、大量生産に向かないという問題があった。 On the other hand, living anion polymerization is considered to be one of the best polymerization methods because it allows precise polymer design (especially molecular weight control) as a polymer production method. Therefore, there is a problem that an ultra-low temperature cooling facility is required because the polymerizable monomer and the polymerization initiator must be mixed while being cooled to −78 ° C. or lower. In addition, in order to align the initiation reaction of living anion polymerization, the polymerizable monomer has to be added in a mist form or in a low concentration (for example, less than 1.5M), which is not suitable for mass production. .
本発明が解決しようとする課題は、工業的に製造可能な反応温度で、長鎖アルキル基を有する重合性単量体のリビングアニオン重合を実施でき、さらに、分子量分布が非常に狭い長鎖アルキル基を有する重合体が得られる製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that a living anion polymerization of a polymerizable monomer having a long chain alkyl group can be carried out at a reaction temperature that can be produced industrially, and a long chain alkyl having a very narrow molecular weight distribution. It is providing the manufacturing method from which the polymer which has group is obtained.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究した結果、長鎖アルキル基を有する重合性単量体のリビングアニオン重合を、マイクロリアクターを用いて行うことにより、工業的に製造可能な反応温度で、分子量分布が非常に狭い長鎖アルキル基を有する重合体を効率よく製造できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent research to solve the above-mentioned problems, the present inventors can industrially manufacture by performing living anion polymerization of a polymerizable monomer having a long-chain alkyl group using a microreactor. The inventors have found that a polymer having a long-chain alkyl group with a very narrow molecular weight distribution can be efficiently produced at the reaction temperature, and completed the present invention.
すなわち、本発明は、複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを用いて、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する重合性単量体を重合開始剤(C)の存在下でリビングアニオン重合させることを特徴とする重合体の製造方法を提供するものである。 That is, the present invention uses a microreactor provided with a flow channel capable of mixing a plurality of liquids to convert a polymerizable monomer containing a polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group into a polymerization initiator ( The present invention provides a method for producing a polymer, characterized in that living anionic polymerization is carried out in the presence of C).
また、本発明は、複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを用いて、第1の重合性単量体と、重合開始剤(C)とをマイクロリアクター内の流路へ導入してリビングアニオン重合させ、中間重合体を形成する第1工程;
前記中間重合体と、第2の重合性単量体とを前記マイクロリアクターに導入し、前記マイクロリアクター内で、前記中間重合体の成長末端に前記長鎖アルキル基を有する重合性単量体をリビングアニオン重合させ、ブロック共重合体を形成する第2工程;
を有すること重合体の製造方法であって、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体の少なくとも一方に長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有することを特徴とする重合体の製造方法を提供するものである。
In the present invention, the first polymerizable monomer and the polymerization initiator (C) are introduced into the flow path in the microreactor using a microreactor having a flow path capable of mixing a plurality of liquids. A first step of living anionic polymerization to form an intermediate polymer;
The intermediate polymer and a second polymerizable monomer are introduced into the microreactor, and the polymerizable monomer having the long chain alkyl group at the growth terminal of the intermediate polymer is introduced into the microreactor. A second step of forming a block copolymer by living anionic polymerization;
A method for producing a polymer, comprising a polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group in at least one of the first polymerizable monomer and the second polymerizable monomer The present invention provides a method for producing a polymer characterized in that:
本発明の重合体の製造方法を用いることにより、工業的に製造可能な反応温度で、長鎖アルキル基を有する重合性単量体のリビングアニオン重合を実施でき、さらに、分子量分布が非常に狭い長鎖アルキル基を有する重合体を製造することができる。また、本発明の重合体の製造方法では、長鎖アルキル基を有する重合ブロックとそれ以外の官能基を有する重合ブロックとを有するブロック共重合体も製造できる。本発明の製造方法により製造された長鎖アルキル基を有する重合体は、この重合体が有する長鎖アルキル基に起因する特性を利用することで、様々な用途での機能性材料として有用である。 By using the method for producing a polymer of the present invention, a living anion polymerization of a polymerizable monomer having a long chain alkyl group can be carried out at a reaction temperature that can be produced industrially, and the molecular weight distribution is very narrow. A polymer having a long-chain alkyl group can be produced. In the method for producing a polymer of the present invention, a block copolymer having a polymer block having a long-chain alkyl group and a polymer block having other functional groups can also be produced. The polymer having a long-chain alkyl group produced by the production method of the present invention is useful as a functional material in various applications by utilizing the characteristics resulting from the long-chain alkyl group of the polymer. .
本発明の重合体の製造方法には、下記の2つの態様がある。 The method for producing a polymer of the present invention has the following two aspects.
第1の態様は、複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを用いて、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有する重合性単量体と、重合開始剤(C)とをマイクロリアクター内の流路へ導入してリビングアニオン重合させて重合体を得る方法である。この第1の態様においては、重合体の原料として用いる重合性単量体に長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を単独で用いても、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)と、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)以外のその他の重合性単量体(B)を併用しても構わない。 A 1st aspect uses the microreactor provided with the flow path which can mix a some liquid, the polymerizable monomer containing the polymerizable monomer (A) which has a long-chain alkyl group, and a polymerization initiator (C) is introduced into a flow path in the microreactor and is subjected to living anion polymerization to obtain a polymer. In this first embodiment, the polymerizable monomer (A) having a long chain alkyl group alone may be used as the polymerizable monomer used as a raw material for the polymer. The polymer (A) and other polymerizable monomer (B) other than the polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group may be used in combination.
一方、第2の態様は、複数の液体を混合可能な流路を備えるマイクロリアクターを用いて、第1の重合性単量体と、重合開始剤(C)とをマイクロリアクター内の流路へ導入してリビングアニオン重合させ、中間重合体を形成する第1工程;
前記中間重合体と、第2の重合性単量体とを前記マイクロリアクターに導入し、前記マイクロリアクター内で、前記中間重合体の成長末端に前記長鎖アルキル基を有する重合性単量体をリビングアニオン重合させ、ブロック共重合体を形成する第2工程;
を有すること重合体の製造方法において、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体の少なくとも一方に長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有させることによって重合体を得る方法である。すなわち、第1工程で用いる重合性単量体、第2工程で用いる重合性単量体のいずれかに長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)が含有されていればよく、それ以外に用いる重合性単量体は、後述する長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)以外のその他の重合性単量体(B)を用いることができる。
On the other hand, the second embodiment uses a microreactor having a flow path capable of mixing a plurality of liquids, and transfers the first polymerizable monomer and the polymerization initiator (C) to the flow path in the microreactor. A first step of introducing and living anionic polymerization to form an intermediate polymer;
The intermediate polymer and a second polymerizable monomer are introduced into the microreactor, and the polymerizable monomer having the long chain alkyl group at the growth terminal of the intermediate polymer is introduced into the microreactor. A second step of forming a block copolymer by living anionic polymerization;
In the method for producing a polymer, at least one of the first polymerizable monomer and the second polymerizable monomer contains a polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group. Is a method for obtaining a polymer. That is, the polymerizable monomer used in the first step and the polymerizable monomer used in the second step need only contain the polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group. Other polymerizable monomers (B) other than the polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group to be described later can be used as the polymerizable monomer used in addition to the above.
前記重合性単量体(A)が有する長鎖アルキル基としては、炭素原子数8〜30のアルキル基が好ましく、炭素原子数10〜20のアルキル基がより好ましく、炭素原子数12〜18のアルキル基がさらに好ましい。また、前記重合性単量体(A)の具体例としては、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート(ラウリル(メタ)アクリレート)、トリデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、ノナデシル(メタ)アクリレート、イコサニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの重合性単量体(A)は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。 The long-chain alkyl group of the polymerizable monomer (A) is preferably an alkyl group having 8 to 30 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 10 to 20 carbon atoms, and 12 to 18 carbon atoms. More preferred is an alkyl group. Specific examples of the polymerizable monomer (A) include decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate (lauryl (meth) acrylate), tridecyl (meth) acrylate, pentadecyl ( Examples include meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate (stearyl (meth) acrylate), nonadecyl (meth) acrylate, icosanyl (meth) acrylate, and the like. These polymerizable monomers (A) can be used alone or in combination of two or more.
一方、上記の長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)以外のその他の重合性単量体(B)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート;トリメチルシロキシエチル(メタ)アクリレート等のシラン系(メタ)アクリレート;グリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基を有する(メタ)アクリレート;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のアルキルアミノ基を有する(メタ)アクリレート;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド等のアクリルアミド化合物;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、ナフチルビニルピリジン等のビニルピリジン化合物;メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルキルポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート;パーフルオロアルキルエチル(メタ)アクリレート等のフッ素系(メタ)アクリレート;スチレン、スチレン誘導体(p−ジメチルシリルスチレン、(p−ビニルフェニル)メチルスルフィド、p−ヘキシニルスチレン、p−メトキシスチレン、p−tert−ブチルジメチルシロキシスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、α−メチルスチレン等)、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;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、t−ブチルメタアクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールテトラ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシメトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレートトリシクロデカニル(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート化合物;1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、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、1,3−シクロヘキサジエン等の共役ジエンなどが挙げられる。これら他の重合性単量体は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。 On the other hand, as other polymerizable monomer (B) other than the polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl Alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate; aromatics such as benzyl (meth) acrylate ( Silane (meth) acrylates such as trimethylsiloxyethyl (meth) acrylate; (meth) acrylates having an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate; dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate , Dimethylamino (Meth) acrylates having an alkylamino group such as propyl (meth) acrylate; acrylamide compounds such as (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, isopropylacrylamide, diacetone acrylamide; Vinylpyridine compounds such as vinylpyridine, 4-vinylpyridine and naphthylvinylpyridine; alkylpolyalkylene glycol mono (meth) acrylates such as methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate and methoxypolypropylene glycol mono (meth) acrylate; perfluoroalkylethyl Fluorine-based (meth) acrylates such as (meth) acrylate; styrene, styrene derivatives (p-dimethylsilylstyrene, (p-vinylpheny ) Methyl sulfide, p-hexynyl styrene, p-methoxy styrene, p-tert-butyldimethylsiloxy styrene, o-methyl styrene, p-methyl styrene, p-tert-butyl styrene, α-methyl styrene, etc.), vinyl naphthalene , Vinyl anthracene, aromatic vinyl compounds such as 1,1-diphenylethylene; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, t-butyl methacrylate, n-butyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, isobutyl (Meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylene glycol te La (meth) acrylate, 2-hydroxy-1,3-diaacryloxypropane, 2,2-bis [4- (acryloxymethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (acryloxyethoxy) phenyl ] (Meth) acrylate compounds such as propane, dicyclopentenyl (meth) acrylate tricyclodecanyl (meth) acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, urethane (meth) acrylate; 1,3-butadiene, 2-methyl Examples include conjugated dienes such as -1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, and 1,3-cyclohexadiene. These other polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
また、前記パーフルオロアルキルエチルメタクリレートにおけるアルキル基としては特に限定されるものではなく、パーフルオロアルキルエチルメタクリレートの具体例としては、2−(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート等が挙げられる。 Further, the alkyl group in the perfluoroalkylethyl methacrylate is not particularly limited, and specific examples of perfluoroalkylethyl methacrylate include 2- (perfluorobutyl) ethyl methacrylate and 2- (perfluorohexyl) ethyl. Methacrylate, 2- (perfluorooctyl) ethyl methacrylate and the like.
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレートとアクリレートの一方又は両方をいう。 In the present invention, “(meth) acrylate” refers to one or both of methacrylate and acrylate.
上記の第1の態様による重合体の製造方法において、重合体の原料として、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)のみを用いることで、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)の単独重合体が得られる。また、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)の他に前記重合性単量体(B)も併用することで、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)と前記重合性単量体(B)とのランダム共重合体が得られる。 In the method for producing a polymer according to the first aspect, by using only a polymerizable monomer (A) having a long chain alkyl group as a raw material for the polymer, a polymerizable monomer having a long chain alkyl group is used. A homopolymer of the body (A) is obtained. Further, in addition to the polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group, the polymerizable monomer (B) is also used in combination with the polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group and the above-mentioned A random copolymer with the polymerizable monomer (B) is obtained.
一方、第2の態様による重合体の製造方法では、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体に、それぞれ単一の重合性単量体を用いることにより、ブロック共重合体を製造することができる。例えば、前記第1の重合性単量体として、前記重合性単量体(B)の1種類のみを用い、前記第2の重合性単量体として、長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)のみを用いることで、A−B型のブロック共重合体を製造することができる。 On the other hand, in the method for producing a polymer according to the second embodiment, a block polymerizable copolymer is obtained by using a single polymerizable monomer for each of the first polymerizable monomer and the second polymerizable monomer. A polymer can be produced. For example, as the first polymerizable monomer, only one kind of the polymerizable monomer (B) is used, and as the second polymerizable monomer, a polymerizable monomer having a long-chain alkyl group is used. By using only the body (A), an AB type block copolymer can be produced.
また、第2の態様による重合体の製造方法において、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体に、複数の種類の重合性単量体を用いることで、構成の異なる重合体ブロックを複数有する共重合体を得ることができる。 In the method for producing a polymer according to the second aspect, a plurality of types of polymerizable monomers are used as the first polymerizable monomer and the second polymerizable monomer. A copolymer having a plurality of different polymer blocks can be obtained.
また、上記の第2の態様による重合体の製造方法において、第1工程での重合反応、第2工程での重合反応に加え、第2工程で得られた中間重合体と、前記第1工程及び第2工程で用いた重合性単量体と種類が異なる重合性単量体とを前記マイクロリアクターに導入し、第2工程で得られた中間重合体の成長末端に前記第3の重合性単量体をリビングアニオン重合させ、ブロック共重合体を形成する第3工程を行い、三元のブロック共重合体としても構わない。 In the method for producing a polymer according to the second aspect, in addition to the polymerization reaction in the first step and the polymerization reaction in the second step, the intermediate polymer obtained in the second step, and the first step And a polymerizable monomer of a different type from the polymerizable monomer used in the second step is introduced into the microreactor, and the third polymerizable property is added to the growth terminal of the intermediate polymer obtained in the second step. A ternary block copolymer may be formed by performing a third step of forming a block copolymer by subjecting the monomer to living anion polymerization.
上記の第1の態様及び第2の態様におけるリビングアニオン重合の際に、前記重合性単量体と、重合開始剤に加え、塩化リチウム、過塩素酸リチウム、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン及びピリジンからなる群から選ばれる1種以上の添加剤を存在させることで、通常は低温で行う必要があるリビングアニオン重合を工業的に製造可能な温度域で行うことができる。ここで、これら添加剤は、上記の第1の態様又は第2の態様において用いる重合性単量体の構造又は重合反応により得られた重合体の構造に存在するエステル結合への重合開始剤(アニオン)の求核反応を防ぐ働きがあるものと考えられる。また、これらの添加剤の使用量は、前記重合開始剤の量に応じて適宜調整することができるが、重合反応速度を高め、生成する重合体の分子量制御が容易となることから、重合開始剤1モルに対して0.05〜10モルが好ましく、0.1〜5モルがより好ましい。 In the living anion polymerization in the first and second aspects, in addition to the polymerizable monomer and the polymerization initiator, lithium chloride, lithium perchlorate, N, N, N ′, N ′ -The presence of one or more additives selected from the group consisting of tetramethylethylenediamine and pyridine makes it possible to perform living anionic polymerization, which usually needs to be performed at a low temperature, in a temperature range that can be industrially produced. Here, these additives are polymerization initiators for ester bonds existing in the structure of the polymerizable monomer used in the first aspect or the second aspect or the structure of the polymer obtained by the polymerization reaction ( It is thought that it has a function to prevent nucleophilic reaction of anion). The amount of these additives used can be adjusted as appropriate according to the amount of the polymerization initiator. However, since the polymerization reaction rate is increased and the molecular weight of the resulting polymer can be easily controlled, the polymerization is initiated. 0.05-10 mol is preferable with respect to 1 mol of agent, and 0.1-5 mol is more preferable.
上記の第2の態様においては、第1工程での重合反応と、第2工程での重合反応の少なくともいずれかにおいて、塩化リチウム、過塩素酸リチウム、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン及びピリジンからなる群から選ばれる1種以上の添加剤を存在させることができるが、当該添加剤は、第1工程での重合反応のみ、第2工程での重合反応のみに存在させても、第1工程及び第2工程の両方の重合反応に存在させても構わない。 In the second aspect, at least one of the polymerization reaction in the first step and the polymerization reaction in the second step, lithium chloride, lithium perchlorate, N, N, N ′, N′-tetra One or more additives selected from the group consisting of methylethylenediamine and pyridine can be present, but the additive is present only in the polymerization reaction in the first step and only in the polymerization reaction in the second step. Alternatively, it may be present in the polymerization reaction in both the first step and the second step.
また、重合性単量体、重合開始剤、添加剤は、有機溶剤を用いて、希釈ないし溶解して、溶液としてマイクロリアクターに導入することが好ましい。 The polymerizable monomer, the polymerization initiator, and the additive are preferably diluted or dissolved using an organic solvent and introduced into the microreactor as a solution.
前記有機溶剤としては、例えば、ペンタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デカリン、テトラリン、及びこれらの誘導体等の炭化水素溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトシキエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジグライム等のエーテル溶剤等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。 Examples of the organic solvent include hydrocarbon solvents such as pentane, octane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, decalin, tetralin, and derivatives thereof; diethyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, 1, Examples include ether solvents such as 2-dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether and diglyme. These organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
重合性単量体の有機溶剤溶液中の濃度としては、単位時間当たりの重合体の生成量が良好となり、重合反応熱の除熱も効率的に行えることから、0.01〜4M(mol/L、以下同じ。)の範囲が好ましく、0.05〜3Mの範囲がより好ましく、0.1〜2Mの範囲が特に好ましい。 As the concentration of the polymerizable monomer in the organic solvent solution, the production amount of the polymer per unit time becomes good, and the heat of the polymerization reaction can be efficiently removed. L, the same shall apply hereinafter) is preferred, a range of 0.05 to 3M is more preferred, and a range of 0.1 to 2M is particularly preferred.
前記重合開始剤としては、有機リチウムを用いることができるが、例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリチウム、ブチルリチウム(n−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウム、iso−ブチルリチウム、tert−ブチルリチウムなど)、ペンチルリチウム、ヘキシルリチウム等のアルキルリチウム;メトキシメチルリチウム、エトキシメチルリチウム等のアルコキシアルキルリチウム;α−メチルスチリルリチウム;1,1−ジフェニルヘキシルリチウム、1,1−ジフェニル−3−メチルペントリルリチウム、3−メチル−1,1−ジフェニルペンチルリチウム等のジアリールアルキルリチウム;ビニルリチウム、アリルリチウム、プロペニルリチウム、ブテニルリチウム等のアルケニルリチウム;エチニルリチウム、ブチニルリチウム、ペンチニルリチウム、ヘキシニルリチウム等のアルキニルリチウム;ベンジルリチウム、フェニルエチルリチウム等のアラルキルリチウム;フェニルリチウム、ナフチルリチウム等のアリールリチウム;2−チエニルリチウム、4−ピリジルリチウム、2−キノリルリチウム等のヘテロ環リチウム;トリ(n−ブチル)マグネシウムリチウム、トリメチルマグネシウムリチウム等のアルキルリチウムマグネシウム錯体などが挙げられる。これらの中でも、重合反応を効率よく進行させることができることから、アルキルリチウムが好ましく、その中でもn−ブチルリチウム、sec−ブチルリチウムが好ましい。また、工業的に入手が容易で安全性が高いことから、n−ブチルリチウムがより好ましい。これらの重合開始剤は、単独で用いることも2種以上併用することもできる。 As the polymerization initiator, organic lithium can be used. For example, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, butyllithium (n-butyllithium, sec-butyllithium, iso-butyllithium, tert-butyllithium, etc.) ), Alkyllithium such as pentyllithium and hexyllithium; alkoxyalkyllithium such as methoxymethyllithium and ethoxymethyllithium; α-methylstyryllithium; 1,1-diphenylhexyllithium and 1,1-diphenyl-3-methylpentryl Diarylalkyllithium such as lithium and 3-methyl-1,1-diphenylpentyllithium; alkenyllithium such as vinyllithium, allyllithium, propenyllithium and butenyllithium; ethynyllithium Alkynyl lithium such as butynyl lithium, pentynyl lithium and hexynyl lithium; aralkyl lithium such as benzyl lithium and phenylethyl lithium; aryl lithium such as phenyl lithium and naphthyl lithium; 2-thienyl lithium, 4-pyridyl lithium, 2- Heterocyclic lithium such as quinolyl lithium; alkyl lithium magnesium complex such as tri (n-butyl) magnesium lithium and trimethylmagnesium lithium; Among these, alkyl lithium is preferable because the polymerization reaction can be efficiently advanced, and n-butyl lithium and sec-butyl lithium are preferable among them. In addition, n-butyllithium is more preferable because it is easily available industrially and has high safety. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
また、上記のように、これらの重合開始剤は、有機溶剤を用いて、希釈ないし溶解して、溶液としてマイクロリアクターに導入することが好ましく、用いる有機溶剤としては、重合開始剤の溶解性や対カチオンに対する溶媒和が高く、重合速度が高いことから、テトラヒドロフラン(THF)が好ましい。 Further, as described above, these polymerization initiators are preferably diluted or dissolved using an organic solvent and introduced into the microreactor as a solution. Examples of the organic solvent used include solubility of the polymerization initiator and Tetrahydrofuran (THF) is preferred because of its high solvation with respect to the counter cation and high polymerization rate.
また、ジフェニルエチレン又はその誘導体(以下、「ジフェニルエチレン等」と略記する。)を重合開始剤である有機リチウムとともにマイクロリアクターへ導入することが好ましい。ジフェニルエチレン等の使用により、フェニル基により嵩高い重合開始剤となるため、重合開始剤の活性を弱めることができることから、重合性単量体として(メタ)アクリレート系単量体を用いる場合に、副反応を抑制し適切にリビングアニオン重合を制御できる利点がある。なお、ジフェニルエチレン等は、重合開始剤である有機リチウムと別個にマイクロリアクターへ導入してマイクロリアクター内で混合しても、予め重合開始剤である有機リチウムと混合して、ジフェニルエチレン等と有機リチウムとの反応物とした後、マイクロリアクターへ導入しても構わない。 Moreover, it is preferable to introduce diphenylethylene or a derivative thereof (hereinafter abbreviated as “diphenylethylene etc.”) into the microreactor together with organic lithium which is a polymerization initiator. By using diphenylethylene or the like, it becomes a bulky polymerization initiator due to the phenyl group, so that the activity of the polymerization initiator can be weakened, so when using a (meth) acrylate monomer as a polymerizable monomer, There is an advantage that side reaction can be suppressed and living anionic polymerization can be appropriately controlled. In addition, even if diphenylethylene etc. introduce | transduce into a microreactor separately from organic lithium which is a polymerization initiator, and mix in a microreactor, it mixes with organic lithium which is a polymerization initiator beforehand, diphenylethylene etc. and organic After forming a reaction product with lithium, it may be introduced into a microreactor.
前記重合開始剤の有機溶剤溶液中の濃度としては、重合反応を効率よく進行させることができ、マイクロリアクターの流路が閉塞の原因となる重合中の不溶性物質が析出を抑制できることから、0.001〜1Mの範囲が好ましく、0.002〜0.75Mの範囲がより好ましく、0.01〜0.5Mの範囲がさらに好ましく、0.02〜0.2Mの範囲が特に好ましい。 The concentration of the polymerization initiator in the organic solvent solution is such that the polymerization reaction can proceed efficiently, and precipitation of insoluble substances during the polymerization that causes clogging of the microreactor flow path can be suppressed. The range of 001 to 1M is preferable, the range of 0.002 to 0.75M is more preferable, the range of 0.01 to 0.5M is more preferable, and the range of 0.02 to 0.2M is particularly preferable.
また、本発明の第2の態様において、第1工程で得られた中間重合体は、第2工程で長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)と接触させ、リビングアニオン重合反応を行うが、当該中間重合体は有機溶剤に溶解した溶液の状態で、マイクロリアクターに導入することが好ましい。 In the second aspect of the present invention, the intermediate polymer obtained in the first step is brought into contact with the polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group in the second step to perform a living anion polymerization reaction. The intermediate polymer is preferably introduced into the microreactor in the form of a solution dissolved in an organic solvent.
本発明の製造方法で用いるマイクロリアクターは、複数の液体を混合可能な流路を備えるものであるが、流路が設置された伝熱性反応容器を有するものが好ましく、内部に微小管状流路が形成された伝熱性反応容器を有するものがより好ましく、表面に複数の溝部が形成された伝熱性プレート状構造体を積層された伝熱性反応容器を有するものが特に好ましい。 The microreactor used in the production method of the present invention is provided with a flow channel capable of mixing a plurality of liquids, but preferably has a heat transfer reaction vessel provided with a flow channel, and a microtubular flow channel is provided inside. What has the formed heat conductive reaction container is more preferable, and what has the heat conductive reaction container which laminated | stacked the heat conductive plate-shaped structure in which the several groove part was formed in the surface is especially preferable.
本発明におけるリビングアニオン重合反応は、第1の態様、第2の態様ともに、従来のバッチ方式での反応温度である−78℃以下の温度で行うこともできるが、工業的に実施可能な温度である−40℃以上の温度でも行うことができ、−28℃以上でも行うことができる。反応温度が−40℃以上であると、簡易な構成の冷却装置を用いて重合体を製造することができ、製造コストを低減できることから好ましい。また、前記温度が−28℃以上であると、より簡易な構成の冷却装置を用いて重合体を製造することができ、製造コストを大幅に低減できることから好ましい。 The living anion polymerization reaction in the present invention can be carried out at a temperature of −78 ° C. or lower, which is the reaction temperature in the conventional batch method, in both the first and second aspects, but is industrially feasible. It can be performed even at a temperature of −40 ° C. or higher, and can be performed at −28 ° C. or higher. A reaction temperature of −40 ° C. or higher is preferable because a polymer can be produced using a cooling device having a simple structure, and the production cost can be reduced. Moreover, it is preferable that the temperature is −28 ° C. or higher because a polymer can be produced using a cooling device having a simpler configuration, and the production cost can be greatly reduced.
本発明に用いるマイクロリアクターが備える複数の液体を混合可能な流路としては、マイクロミキサーが挙げられる。このマイクロミキサーとしては、市販されているマイクロミキサーを用いることが可能であり、例えば、インターディジタルチャンネル構造体を備えるマイクロリアクター、インスティチュート・フュール・マイクロテクニック・マインツ(IMM)社製シングルミキサー及びキャタピラーミキサー;ミクログラス社製ミクログラスリアクター;CPCシステムス社製サイトス;山武社製YM−1、YM−2型ミキサー;島津GLC社製ミキシングティー及びティー(T字コネクタ);マイクロ化学技研社製IMTチップリアクター;東レエンジニアリング開発品マイクロ・ハイ・ミキサー等が挙げられ、いずれも本発明で使用することができる。 A micromixer is mentioned as a channel which can mix a plurality of liquids with which a microreactor used for the present invention is provided. As this micromixer, it is possible to use a commercially available micromixer, for example, a microreactor equipped with an interdigital channel structure, a single mixer manufactured by Institute, Futur, Microtechnique Mainz (IMM), and Caterpillar mixer; Microglass reactor manufactured by Microglass; Cytos manufactured by CPC Systems; YM-1 and YM-2 mixer manufactured by Yamatake Corporation; Mixing tee and tee (T-shaped connector) manufactured by Shimadzu GLC; Examples include IMT chip reactor; Toray Engineering Development Micro-High Mixer, etc., any of which can be used in the present invention.
さらに、好ましい形態のマイクロミキサーシステムとして、重合体が通る流路をもつプロセスプレートと重合開始剤が通る流路をもつプロセスプレートを上下に積層し、流路出口で該2流体を合一させるマイクロミキサーと、合流後の流体が通る流路をもつマイクロミキサーを組み合わせることが好ましい。 Furthermore, as a preferred form of the micromixer system, a process plate having a flow path for a polymer and a process plate having a flow path for a polymerization initiator are stacked one above the other, and the two fluids are combined at the flow path outlet. It is preferable to combine a mixer and a micromixer having a flow path through which the fluid after joining passes.
上記の形成方法で説明した反応流路は、少なくとも2つの部材を組み合わせて、部材間に形成された空間を反応流路とするものであるが、それ以外にも単なる管やパイプ形状のものを反応流路として用いても構わない。流路を流す流速としては、重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含有する流体の反応容器内でのレイノルズ数を2〜300で連続的にコントロールすることにより、重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含有する流体の混合性が乱流効果によりさらに高められることにより、さらに効率良く製造することができる。 The reaction channel described in the above formation method is a combination of at least two members and the space formed between the members is used as the reaction channel. It may be used as a reaction channel. The flow rate of flowing the flow path is such that the Reynolds number in the reaction vessel of the fluid containing the polymerizable monomer, the polymerization initiator, and the additive is continuously controlled at 2 to 300, so that the polymerizable monomer Further, the mixing property of the fluid containing the polymerization initiator and the additive is further enhanced by the turbulent flow effect, whereby the production can be performed more efficiently.
ここで、該流体の流路内の移動をレイノルズ数2より大きい値でコントロールすることにより重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含有する流体の混合性が著しく低下せず、その結果、短時間に反応が起こらずに生産効率が悪くなるといった不具合が防止でき、滞留時間が長くならないで反応が終了することから好ましい。また、レイノルズ数300超にコントロールすることは装置上困難である。 Here, by controlling the movement of the fluid in the flow path with a value larger than Reynolds number 2, the mixing property of the fluid containing the polymerizable monomer, the polymerization initiator, and the additive is not remarkably deteriorated. It is preferable because it is possible to prevent the problem that the production efficiency is deteriorated without causing a reaction in a short time, and the reaction is completed without increasing the residence time. Further, it is difficult to control the Reynolds number to be over 300.
なお、本発明でいうレイノルズ数とは下記の式(1)に従って計算されるものである。 The Reynolds number in the present invention is calculated according to the following formula (1).
レイノルズ数=(D×u×ρ)/μ・・・式(1)
ここで、D(流路の内径)、u(平均流速)、ρ(流体密度)、μ(流体粘度)である。
Reynolds number = (D × u × ρ) / μ (1)
Here, D (inner diameter of the flow path), u (average flow velocity), ρ (fluid density), and μ (fluid viscosity).
本発明の製造方法で用いる反応装置としては、流路が伝熱性反応容器に設置された反応装置が好ましく、前記流路としては、微小管状であるものが加熱の迅速な制御が可能なことから好ましい。微小管状流路としては、流路断面積が0.1〜4.0mm2となる空隙サイズを有する流路が、重合反応温度を制御する上で好ましい。なお、本発明において「断面」とは、流路中の流れ方向に対して垂直方向の断面を意味し、「断面積」はその断面の面積を意味する。 As the reaction apparatus used in the production method of the present invention, a reaction apparatus in which a flow path is installed in a heat transfer reaction vessel is preferable. Since the flow path is a microtubule, heating can be quickly controlled. preferable. As the microtubular channel, a channel having a void size with a channel cross-sectional area of 0.1 to 4.0 mm 2 is preferable for controlling the polymerization reaction temperature. In the present invention, “cross section” means a cross section perpendicular to the flow direction in the flow path, and “cross sectional area” means the area of the cross section.
流路の、断面形状は、正方形、長方形を含む矩形、台形や平行四辺形、三角形、五角形などを含む多角形状(これらの角が丸められた形状、アスペクト比の高い、すなわちスリット形状を含む)、星形状、半円、楕円状を含む円状などであってもよい。流路の断面形状は一定である必要はない。 The cross-sectional shape of the channel is a square, a rectangle including a rectangle, a polygon including a trapezoid, a parallelogram, a triangle, a pentagon, etc. (a shape with rounded corners, a high aspect ratio, ie including a slit shape) It may be a star shape, a semicircle, a circle including an ellipse, or the like. The cross-sectional shape of the channel need not be constant.
前記反応流路の形成方法は特に限定されるものではないが、一般的には、表面に複数の溝を有する部材(X)の、溝を有する面に他の部材(Y)が積層、接合等により固着され、部材(X)と部材(Y)との間に空間として形成される。 The method for forming the reaction channel is not particularly limited, but in general, the member (X) having a plurality of grooves on the surface is laminated and bonded to the other surface (Y) on the surface having the grooves. And is formed as a space between the member (X) and the member (Y).
前記流路には、さらに熱交換機能が設けられても良い。その場合には、例えば、部材(X)表面に温調流体が流れるための溝を設け、該温調流体が流れる為の溝を設けた面に他の部材を接着ないし積層するなどの方法により固着すればよい。一般的には、表面に溝を有する部材(X)と温調流体が流れるための溝を設けた部材(Y)とが、溝を設けた面と、他の部材の溝を設けた面と逆側の面とを固着することによって流路を形成し、これら部材(X)と部材(Y)とを複数交互に固着すればよい。 The channel may further be provided with a heat exchange function. In that case, for example, a groove for flowing the temperature adjusting fluid is provided on the surface of the member (X), and another member is bonded or laminated on the surface provided with the groove for flowing the temperature adjusting fluid. What is necessary is just to fix. In general, a member (X) having a groove on the surface and a member (Y) provided with a groove for flowing a temperature-controlled fluid include a surface provided with a groove, and a surface provided with a groove of another member. A flow path may be formed by fixing the opposite surface, and a plurality of these members (X) and members (Y) may be fixed alternately.
この際、部材表面に形成された溝は、その周辺部より低い、いわゆる溝として形成されていても良いし、部材表面に立つ壁の間として形成されていても良い。部材の表面に溝を設ける方法は任意であり、例えば、射出成型、溶剤キャスト法、溶融レプリカ法、切削、エッチング、フォトリソグラフィー(エネルギー線リソグラフィーを含む)、レーザーアブレーションなどの方法を利用できる。 At this time, the groove formed on the member surface may be formed as a so-called groove lower than the peripheral portion thereof, or may be formed between the walls standing on the member surface. The method of providing the groove on the surface of the member is arbitrary, and for example, methods such as injection molding, solvent casting method, melt replica method, cutting, etching, photolithography (including energy beam lithography), and laser ablation can be used.
部材中の流路のレイアウトは、用途目的に応じて直線、分岐、櫛型、曲線、渦巻き、ジグザグ、その他任意の配置の形をしていてもよい。 The layout of the flow paths in the member may be in the form of a straight line, a branch, a comb, a curve, a spiral, a zigzag, or any other arrangement according to the purpose of use.
流路は、その他、例えば、混合場、抽出場、分離場、流量測定部、検出部、貯液槽、膜分離機構、デバイス内外への接続口、絡路、クロマトグラフィーや電気泳動の展開路、バルブ構造の一部(弁の周囲部分)、加圧機構、減圧機構などと接続していてもよい。 The flow path is, for example, a mixing field, an extraction field, a separation field, a flow rate measurement unit, a detection unit, a liquid storage tank, a membrane separation mechanism, a connection port to the inside or outside of the device, a tangential line, a development path for chromatography or electrophoresis Further, it may be connected to a part of the valve structure (portion surrounding part), a pressurizing mechanism, a depressurizing mechanism or the like.
部材の外形は、特に限定する必要はなく、用途目的に応じた形状を採りうる。部材の形状としては、例えば、プレート状、シート状(フィルム状、リボン状などを含む。)、塗膜状、棒状、チューブ状、その他複雑な形状の成型物などであってよい。厚みなどの外形的寸法は一定であることが好ましい。部材の素材は任意であり、例えば、重合体、ガラス、セラミック、金属、半導体などであって良い。 The outer shape of the member need not be particularly limited, and can take a shape according to the purpose of use. The shape of the member may be, for example, a plate shape, a sheet shape (including a film shape, a ribbon shape, etc.), a coating film shape, a rod shape, a tube shape, and other complicated shapes. External dimensions such as thickness are preferably constant. The material of the member is arbitrary, and may be, for example, a polymer, glass, ceramic, metal, or semiconductor.
上記のように、本発明の製造方法で用いる反応装置としては、流路が伝熱性反応容器に設置された反応装置が好ましく、オイルバスや水浴等に浸漬されたチューブであっても良い。さらに、流路が形成された伝熱性反応容器からなる反応装置として、表面に複数の溝部が形成された伝熱性プレート状構造体を積層してなる構造を有する反応装置を用いることができる。 As described above, the reaction apparatus used in the production method of the present invention is preferably a reaction apparatus having a flow path installed in a heat transfer reaction vessel, and may be a tube immersed in an oil bath or a water bath. Furthermore, as a reaction apparatus comprising a heat transfer reaction vessel in which a channel is formed, a reaction apparatus having a structure in which a heat transfer plate-like structure having a plurality of grooves formed on the surface is laminated can be used.
このような反応装置としては、例えば、化学反応用デバイスとして用いられる部材中に前記流路(以下、単に「微小流路」ということがある)が設けられた装置等が挙げられる。 Examples of such a reaction apparatus include an apparatus in which the channel (hereinafter sometimes simply referred to as “microchannel”) is provided in a member used as a chemical reaction device.
以下、本発明で用いる好ましい形態の流路が設けられてなるマイクロリアクターの概略構成例を図1及び図2に記載する。 Hereinafter, a schematic configuration example of a microreactor provided with a flow channel in a preferable form used in the present invention will be described with reference to FIGS.
前記化学反応用デバイス1は、例えば前記図1において同一の長方形板状からなる第1プレート(前記図1中の2)と第2プレート(前記図1中の3)とが複数交互に積層されて構成されている。各1枚の第1プレートには流路(図1中の4;以下、反応流路という)が設けられている(以下、反応流路が設けられたプレートをプロセスプレートという)。また第2プレートには温調流体用の流路(図1中の6;以下、温調流路という)が設けられている(以下、温調流路が設けられたプレートを温調プレートという)。そして、図2に示すようにそれらの供給口及び排出口が、化学反応用デバイス1の端面1b、1c、側面1d、1eの各領域に分散して配置され、それら領域に、重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含む流体αと、温調流体γを流すためのコネクタ30とジョイント部31とからなる継手部32がそれぞれ連結されている。
In the chemical reaction device 1, a plurality of first plates (2 in FIG. 1) and second plates (3 in FIG. 1) having the same rectangular plate shape in FIG. Configured. Each one first plate is provided with a flow path (4 in FIG. 1; hereinafter referred to as a reaction flow path) (hereinafter, the plate provided with the reaction flow path is referred to as a process plate). Further, the second plate is provided with a temperature control fluid channel (6 in FIG. 1; hereinafter referred to as a temperature control channel) (hereinafter, the plate provided with the temperature control channel is referred to as a temperature control plate). ). And as shown in FIG. 2, those supply ports and discharge ports are distributed and arranged in each region of the
これらの継手部を介して、重合性単量体、重合開始剤、添加剤を含む流体αが端面1bから供給されて、端面1cに流体βとして排出され、温調流体γが側面1eから供給されて側面1dに排出されるようになっている。化学反応用デバイス1の平面視形状は図示のような長方形とは限定されず、正方形状、または端面1b、1c間よりも側面1d、1e間が長い長方形状としてもよい。
Via these joints, a fluid α containing a polymerizable monomer, a polymerization initiator, and an additive is supplied from the
<実施例で使用したマイクロミキサー>
本実施例で用いたマイクロリアクターは、T字型の管継手からなるマイクロミキサーと、前記マイクロミキサーの下流に連結されたチューブリアクターとを含んで構成される。 前記マイクロミキサーとしては、三幸精機工業株式会社製の特注品を使用した(本実施例の記載に基づいて製造を依頼し、同等のものを入手することが可能である)。なお、本実施例で使用したマイクロミキサーは、その内部に第一の導入路、第二の導入路及びこれらが合流する流路の一部を有し、前記マイクロミキサー内においては、そのいずれの内径も同じである。したがって、以下、これらの内径をまとめて「マイクロミキサーの内径」と称する。
<Micromixer used in Examples>
The microreactor used in this example is configured to include a micromixer made of a T-shaped pipe joint and a tube reactor connected downstream of the micromixer. As the micromixer, a special order product manufactured by Sanko Seiki Kogyo Co., Ltd. was used (it is possible to request the manufacture based on the description of this example and obtain an equivalent product). Note that the micromixer used in this example has a part of the first introduction path, the second introduction path, and the flow path in which these are merged, and any of them is included in the micromixer. The inner diameter is the same. Therefore, hereinafter, these inner diameters are collectively referred to as “the inner diameter of the micromixer”.
[数平均分子量及び重量平均分子量の測定方法]
実施例及び比較例で得られた重合体の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により、下記の条件で測定した。
[Method for measuring number average molecular weight and weight average molecular weight]
The number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of the polymers obtained in Examples and Comparative Examples were measured by gel permeation chromatography (GPC) method under the following conditions.
測定装置:高速GPC装置(東ソー株式会社製「HLC−8220GPC」)
カラム:東ソー株式会社製の下記のカラムを直列に接続して使用した。
「TSKgel G5000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G4000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G3000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
「TSKgel G2000」(7.8mmI.D.×30cm)×1本
検出器:RI(示差屈折計)
カラム温度:40℃
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
注入量:100μL(試料濃度0.4質量%のテトラヒドロフラン溶液)
標準試料:下記の標準ポリスチレンを用いて検量線を作成した。
Measuring device: High-speed GPC device (“HLC-8220GPC” manufactured by Tosoh Corporation)
Column: The following columns manufactured by Tosoh Corporation were connected in series.
"TSKgel G5000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 "TSKgel G4000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 "TSKgel G3000" (7.8 mm ID x 30 cm) x 1 “TSKgel G2000” (7.8 mm ID × 30 cm) × 1 detector: RI (differential refractometer)
Column temperature: 40 ° C
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Flow rate: 1.0 mL / min Injection amount: 100 μL (tetrahydrofuran solution with a sample concentration of 0.4 mass%)
Standard sample: A calibration curve was prepared using the following standard polystyrene.
(標準ポリスチレン)
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−1000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−2500」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン A−5000」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−1」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−2」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−4」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−10」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−20」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−40」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−80」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−128」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−288」
東ソー株式会社製「TSKgel 標準ポリスチレン F−550」
(Standard polystyrene)
"TSKgel standard polystyrene A-500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-1000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-1" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-2" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-4" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-10" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-20" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-40" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-80" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-128" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-288" manufactured by Tosoh Corporation
"TSKgel standard polystyrene F-550" manufactured by Tosoh Corporation
[残存モノマー量の測定方法]
実施例及び比較例で得られた重合体の溶液を、ガスクロマトグラフィー(株式会社島津製作所社製「GC−2014F型」)を用いて、下記の条件で測定し、残存モノマー量を求めた。
カラム:株式会社島津製作所社製のワイドボアキャピラリーカラム
検出器:FID(水素炎イオン化型検出器)
カラム温度:70〜250℃
注入量:1μL(テトラヒドロフラン希釈溶液)
[Measurement method of residual monomer amount]
The polymer solutions obtained in Examples and Comparative Examples were measured under the following conditions using gas chromatography (“GC-2014F type” manufactured by Shimadzu Corporation) to determine the amount of residual monomers.
Column: Wide bore capillary column manufactured by Shimadzu Corporation Detector: FID (hydrogen flame ionization detector)
Column temperature: 70-250 ° C
Injection volume: 1 μL (tetrahydrofuran diluted solution)
(実施例1)
次に示す3種類の溶液を調製した。
(1)ラウリルメタクリレート混合物(0.5M)溶液
アルゴンガスで置換した300mLナスフラスコ中に、注射器を用いてラウリルメタクリレート混合物(日油株式会社製「ブレンマー SLMA−H」、ドデシルメタクリレート43質量%及びトリデシルメタクリレート56質量%の混合物;以下、「SLMA」と略記する。)15.7g(18.1mL)及びテトラヒドロフラン(以下、「THF」と略記する。)101.8mLを採取し撹拌することにより、SLMAの0.5M溶液120mLを調製した。
(2)ジフェニルヘキシルリチウム(0.05M)溶液(重合開始剤溶液)
アルゴンガスで置換した100mLナスフラスコ中に、注射器を用いてジフェニルエチレン0.45g(0.5mL)及びTHF48.56mLを採取した後、氷水を浸した容器に浸漬させて冷却した。冷却後、注射器を用いてn−ブチルリチウムの2.6Mヘキサン溶液0.94mLを採取し攪拌することにより、ジフェニルヘキシルリチウム(以下、「DPhLi」と略記する。)の0.05M溶液50mLを調製した。
(3)メタノール(0.33M)溶液
アルゴンガスで置換した100mLナスフラスコ中に、注射器を用いてメタノール(以下、「MeOH」と略記する。)0.53g(0.64mL)及びTHF49.4mLを採取し撹拌することにより、MeOHの0.33M溶液50mLを調製した。
Example 1
The following three types of solutions were prepared.
(1) Lauryl methacrylate mixture (0.5 M) solution In a 300 mL eggplant flask substituted with argon gas, a lauryl methacrylate mixture (“Blemmer SLMA-H” manufactured by NOF Corporation, 43% by mass and tridecyl methacrylate was used). Mixture of 56% by mass of decyl methacrylate; hereinafter abbreviated as “SLMA”) 15.7 g (18.1 mL) and tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as “THF”) 101.8 mL were collected and stirred. 120 mL of a 0.5 M solution of SLMA was prepared.
(2) Diphenylhexyllithium (0.05M) solution (polymerization initiator solution)
In a 100 mL eggplant flask substituted with argon gas, 0.45 g (0.5 mL) of diphenylethylene and 48.56 mL of THF were collected using a syringe, and then cooled by being immersed in a container immersed in ice water. After cooling, 0.94 mL of a 2.6 M hexane solution of n-butyllithium was collected using a syringe and stirred to prepare 50 mL of a 0.05 M solution of diphenylhexyllithium (hereinafter abbreviated as “DPhLi”). did.
(3) Methanol (0.33M) solution In a 100 mL eggplant flask substituted with argon gas, 0.53 g (0.64 mL) of methanol (hereinafter abbreviated as “MeOH”) and 49.4 mL of THF were added using a syringe. By collecting and stirring, 50 mL of a 0.33 M solution of MeOH was prepared.
次いで、次の操作により、SLMAのリビングアニオン重合を行った。2つのT字型の菅継手からなるマイクロミキサー及びそのマイクロミキサーの下流に連結されたチューブリアクターを備えたマイクロリアクター装置に、2台のシリンジポンプ(ハーバード社製「シリンジポンプ Model 11 Plus」)を接続し、そのシリンジポンプに、上記で得られた3種類の溶液をそれぞれ吸い込んだ50mLガストシリンジをセットした。菅継手径250μmのマイクロミキサー及び内径1mm、長さ200cmのチューブリアクターで構成される反応器の上流から、SLMA溶液を6mL/分、DPhLi溶液を2mL/分の速度で送液して混合することにより、SLMAのリビングアニオン重合を行い、さらに菅継手径500μmのマイクロミキサー及び内径1mm、長さ100cmのチューブリアクターで構成される反応器でMeOH溶液を1.5mL/分の速度で送液して混合することにより重合反応を停止した。なお、反応温度は、マイクロリアクター全体を恒温層に埋没させることにより−28℃に調整した。なお、簡略化した実施例1の反応手順を図3に示す。 Next, living anionic polymerization of SLMA was performed by the following operation. Two syringe pumps (“Syringe Pump Model 11 Plus” manufactured by Harvard) were installed in a microreactor device equipped with a micromixer consisting of two T-shaped saddle joints and a tube reactor connected downstream of the micromixer. The 50 mL gust syringe that sucked each of the three types of solutions obtained above was set in the syringe pump. From the upstream side of the reactor composed of a micromixer with a joint diameter of 250 μm and a tube reactor with an inner diameter of 1 mm and a length of 200 cm, the SLMA solution is fed at a rate of 6 mL / min and the DPhLi solution at a rate of 2 mL / min and mixed. Then, living anionic polymerization of SLMA was carried out, and a MeOH solution was fed at a rate of 1.5 mL / min in a reactor composed of a micromixer with a 500 mm joint diameter and a tube reactor with an inner diameter of 1 mm and a length of 100 cm. The polymerization reaction was stopped by mixing. The reaction temperature was adjusted to −28 ° C. by burying the entire microreactor in a constant temperature layer. A simplified reaction procedure of Example 1 is shown in FIG.
得られた重合体の溶液中の残存モノマー量から、反応率(ポリマー転嫁率)は98.4%であった。また、得られた重合体の数平均分子量(Mn)は11,000であり、重量平均分子量(Mw)は13,500であり、分散度(Mw/Mn)は1.23であった。これらの結果から、分子量分布が非常に狭い重合体が得られることを確認した。 From the amount of residual monomers in the obtained polymer solution, the reaction rate (polymer pass-through rate) was 98.4%. Moreover, the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 11,000, the weight average molecular weight (Mw) was 13,500, and dispersion degree (Mw / Mn) was 1.23. From these results, it was confirmed that a polymer having a very narrow molecular weight distribution was obtained.
(実施例2)
次に示す溶液を調製した。
(1)DMAMA/SLMA(0.3M)混合溶液
アルゴンガスで置換した300mLナスフラスコ中に、注射器を用いてDMAMA3.96g(4.24mL)、SLMA15.7g(18.1mL)及びTHF97.66mLを採取し撹拌することにより、DMAMA及びSLMAの濃度がそれぞれ0.5Mの混合溶液120mLを調製した。
なお、DPhLi(0.05M)溶液及びMeOH(0.33M)溶液については、実施例1と同様に調製した。
(Example 2)
The following solutions were prepared.
(1) DMAMA / SLMA (0.3M) mixed solution In a 300 mL eggplant flask substituted with argon gas, 3.96 g (4.24 mL) of DMAMA, 15.7 g (18.1 mL) of SLMA, and 97.66 mL of THF were added using a syringe. By collecting and stirring, 120 mL of a mixed solution having a concentration of DMAM and SLMA of 0.5 M each was prepared.
The DPhLi (0.05M) solution and the MeOH (0.33M) solution were prepared in the same manner as in Example 1.
次いで、次の操作により、DMAMAとSLMAとのリビングアニオン重合によるランダム共重合体の製造を行った。2つのT字型の菅継手からなるマイクロミキサー及びそのマイクロミキサーの下流に連結されたチューブリアクターを備えたマイクロリアクター装置に、2台のシリンジポンプ(ハーバード社製「シリンジポンプ Model 11 Plus」)を接続し、そのシリンジポンプに、上記で得られた2種類の溶液をそれぞれ吸い込んだ50mLガストシリンジをセットした。菅継手径250μmのマイクロミキサー及び内径1mm、長さ400cmのチューブリアクターで構成される反応器の上流から、DMAMA/SLMA混合溶液を6mL/分、DPhLi溶液を2mL/分の速度で送液して混合することにより、DMAMAとSLMAとのリビングアニオン重合を行った。得られた重合体の溶液を所定量のMeOH溶液を入れた容器に投入することにより重合反応を停止して、DMAMAとSLMAのランダム共重合体の溶液を得た。なお、反応温度は、マイクロリアクター全体を恒温層に埋没させることにより0℃に調整した。なお、簡略化した実施例2の反応手順を図4に示す。 Next, a random copolymer was produced by living anionic polymerization of DMAMA and SLMA by the following operation. Two syringe pumps (“Syringe Pump Model 11 Plus” manufactured by Harvard) were installed in a microreactor device equipped with a micromixer consisting of two T-shaped saddle joints and a tube reactor connected downstream of the micromixer. A 50 mL gust syringe that sucked the two types of solutions obtained above was set in the syringe pump. A DMAMA / SLMA mixed solution and a DPhLi solution were fed at a rate of 6 mL / min and 2 mL / min from upstream of a reactor composed of a micromixer having a joint diameter of 250 μm and a tube reactor having an inner diameter of 1 mm and a length of 400 cm. By mixing, living anionic polymerization of DMAMA and SLMA was performed. The polymerization solution was stopped by putting the obtained polymer solution into a container containing a predetermined amount of MeOH solution to obtain a solution of a random copolymer of DMAMA and SLMA. The reaction temperature was adjusted to 0 ° C. by burying the entire microreactor in a constant temperature layer. A simplified reaction procedure of Example 2 is shown in FIG.
得られた重合体の溶液中の残存モノマー量から、DMAMAの反応率(ポリマー転嫁率)は98.6%であり、SLMAの反応率(ポリマー転嫁率)は95.9%であった。また、得られた重合体の数平均分子量(Mn)は11,420であり、重量平均分子量(Mw)は13,700であり、分散度(Mw/Mn)は1.20であった。これらの結果から、分子量分布が非常に狭いランダム共重合体が得られることを確認した。なお、簡略化した実施例2の反応手順を図4に示す。 From the amount of residual monomers in the obtained polymer solution, the DMAMA reaction rate (polymer pass-through rate) was 98.6%, and the SLMA reaction rate (polymer pass-through rate) was 95.9%. Moreover, the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 11,420, the weight average molecular weight (Mw) was 13,700, and dispersion degree (Mw / Mn) was 1.20. From these results, it was confirmed that a random copolymer having a very narrow molecular weight distribution was obtained. A simplified reaction procedure of Example 2 is shown in FIG.
(比較例1)
バッチ型反応器を用いて、SLMAとDMAMAとのフリーラジカル重合によるランダム共重合体の製造を行った。温度計、攪拌機、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、酢酸ブチル66.5gを仕込んで80℃に昇温し、同温度に達したところで、SLMA66.5g、DMAMA3.5g及び2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.49gを酢酸ブチル3.6gに溶解させた混合物を3.5時間かけて滴下し、滴下終了後90℃に昇温し、同温度で10時間反応を行い、SLMA−DMAMAランダム共重合体溶液を得た。
(Comparative Example 1)
A random copolymer was produced by free radical polymerization of SLMA and DMAMA using a batch reactor. A four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a reflux condenser and a nitrogen gas inlet tube was charged with 66.5 g of butyl acetate and heated to 80 ° C. When the same temperature was reached, 66.5 g of SLMA, DMAMA3. 5 g and a mixture prepared by dissolving 0.49 g of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) in 3.6 g of butyl acetate were added dropwise over 3.5 hours, and the temperature was raised to 90 ° C. after completion of the addition, Reaction was performed at the same temperature for 10 hours to obtain an SLMA-DMAMA random copolymer solution.
得られた重合体の数平均分子量(Mn)は18,700であり、重量平均分子量(Mw)は33,000であり、分散度(Mw/Mn)は1.76であった。これらの結果から、フリーラジカル重合では、リビングアニオン重合を用いた実施例2で得られた重合体と比較して、分子量分布が広い重合体しか得られないことを確認した。 The number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 18,700, the weight average molecular weight (Mw) was 33,000, and the dispersity (Mw / Mn) was 1.76. From these results, it was confirmed that in free radical polymerization, only a polymer having a broad molecular weight distribution was obtained as compared with the polymer obtained in Example 2 using living anion polymerization.
(実施例3)
次に示す溶液を調製した。
(1)アルキルアミノ基を有する重合性単量体(0.5M)溶液
アルゴンガスで置換した300mLナスフラスコ中に、注射器を用いてジメチルアミノエチルメタクリレート(以下、「DMAMA」と略記する。)7.9g(8.4mL)及びTHF91.6mLを採取し撹拌することにより、DMAMAの0.5M溶液100mLを調製した。
なお、SLMA(0.5M)溶液、DPhLi(0.05M)溶液及びMeOH(0.33M)溶液については、実施例1と同様に調製した。
(Example 3)
The following solutions were prepared.
(1) Polymerizable monomer (0.5M) solution having an alkylamino group In a 300 mL eggplant flask substituted with argon gas, dimethylaminoethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as “DMAMA”) is used with a syringe. .9 g (8.4 mL) and 91.6 mL of THF were collected and stirred to prepare 100 mL of a 0.5 M solution of DMAMA.
The SLMA (0.5M) solution, DPhLi (0.05M) solution, and MeOH (0.33M) solution were prepared in the same manner as in Example 1.
次いで、次の操作により、DMAMAとSLMAとのリビングアニオン重合によるブロック共重合体の製造を行った。2つのT字型の菅継手からなるマイクロミキサー及びそのマイクロミキサーの下流に連結されたチューブリアクターを備えたマイクロリアクター装置に、3台のシリンジポンプ(ハーバード社製「シリンジポンプ Model 11 Plus」)を接続し、そのシリンジポンプに、上記で得られた3種類の溶液をそれぞれ吸い込んだ50mLガストシリンジをセットした。最初に、菅継手径250μmのマイクロミキサー及び内径1mm、長さ100cmのチューブリアクターで構成される反応器の上流から、DMAMA溶液を2.5mL/分、DPhLi溶液を2mL/分の速度で送液することでDMAMAのリビングアニオン重合を行い、DMAMA重合体の溶液を得た。次に、菅継手径500μmのマイクロミキサー及び内径1mm、長さ400cmのチューブリアクターで構成される反応器の上流から、得られたDMAMAの重合体溶液と、SLMA溶液を6mL/分の速度で送液することにより、DMAMAとSLMAとのリビングアニオン共重合を行った。得られた重合体の溶液を所定量のMeOH溶液を入れた容器に投入することにより重合反応を停止して、DMAMAとSLMAのブロック共重合体の溶液を得た。なお、反応温度は、マイクロリアクター全体を恒温層に埋没させることにより−28℃に調整した。なお、簡略化した実施例3の反応手順を図5に示す。 Next, a block copolymer was produced by living anionic polymerization of DMAMA and SLMA by the following operation. Three syringe pumps (“Syringe Pump Model 11 Plus” manufactured by Harvard) were added to a microreactor device equipped with a micromixer composed of two T-shaped saddle joints and a tube reactor connected downstream of the micromixer. The 50 mL gust syringe that sucked each of the three types of solutions obtained above was set in the syringe pump. First, a DMAMA solution is sent at a rate of 2.5 mL / min and a DPhLi solution is sent at a rate of 2 mL / min from the upstream of a reactor composed of a micromixer with a diameter of 250 μm and a tube reactor with an inner diameter of 1 mm and a length of 100 cm. As a result, a living anionic polymerization of DMAMA was performed to obtain a DMAMA polymer solution. Next, the obtained DMAMA polymer solution and the SLMA solution were sent at a rate of 6 mL / min from the upstream of the reactor constituted by a micromixer with a spear joint diameter of 500 μm and a tube reactor with an inner diameter of 1 mm and a length of 400 cm. Liquid anionic copolymerization of DMAMA and SLMA was performed by liquefying. The resulting polymer solution was put into a container containing a predetermined amount of MeOH solution to stop the polymerization reaction, and a DMAMA / SLMA block copolymer solution was obtained. The reaction temperature was adjusted to −28 ° C. by burying the entire microreactor in a constant temperature layer. A simplified reaction procedure of Example 3 is shown in FIG.
得られた重合体の溶液中の残存モノマー量から、DMAMAの反応率(ポリマー転嫁率)は100%であり、SLMAの反応率(ポリマー転嫁率)は99%であった。また、得られた重合体の数平均分子量(Mn)は9,510であり、重量平均分子量(Mw)は13,250であり、分散度(Mw/Mn)は1.39であった。これらの結果から、分子量分布が狭いブロック共重合体が得られることを確認した。なお、比較例1のようなフリーラジカル重合においては、2種類の重合性単量体を用いても、ブロック共重合体を製造することは困難である。 From the amount of residual monomers in the obtained polymer solution, the DMAMA reaction rate (polymer pass-through rate) was 100%, and the SLMA reaction rate (polymer pass-through rate) was 99%. Moreover, the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 9,510, the weight average molecular weight (Mw) was 13,250, and dispersity (Mw / Mn) was 1.39. From these results, it was confirmed that a block copolymer having a narrow molecular weight distribution was obtained. In the free radical polymerization as in Comparative Example 1, it is difficult to produce a block copolymer even if two kinds of polymerizable monomers are used.
(実施例4)
次に示す溶液を調製した。
(1)ステアリルメタクリレート(0.5M)溶液
アルゴンガスで置換した300mLナスフラスコ中に、注射器を用いてステアリルメタクリレート(共栄社化学株式会社製「ライトエステルS」;以下、「StMA」と略記する。)20.2g(23.5mL)及びTHF96.5mLを採取し撹拌することにより、StMAの0.5M溶液120mLを調製した。
Example 4
The following solutions were prepared.
(1) Stearyl methacrylate (0.5 M) solution In a 300 mL eggplant flask substituted with argon gas, stearyl methacrylate (“Light Ester S” manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd .; hereinafter abbreviated as “StMA”) was used. 20.2 g (23.5 mL) and 96.5 mL of THF were collected and stirred to prepare 120 mL of a 0.5 M solution of StMA.
実施例1で用いたSLMAの0.5M溶液の代わりに、上記で得られたStMAの0.5M溶液を用いた以外は実施例1と同様に操作して、StMAのリビングアニオン重合を行い、StMAの単独重合体の溶液を得た。得られた重合体の溶液中の残存モノマー量から、StMAの反応率(ポリマー転嫁率)は95.9%であった。また、得られた重合体の数平均分子量(Mn)は17,270であり、重量平均分子量(Mw)は24,000であり、分散度(Mw/Mn)は1.39であった。これらの結果から、分子量分布が狭い重合体が得られることを確認した。 A living anionic polymerization of StMA was performed in the same manner as in Example 1 except that the 0.5 M solution of StMA obtained above was used instead of the 0.5 M solution of SLMA used in Example 1. A solution of a homopolymer of StMA was obtained. From the amount of residual monomers in the polymer solution obtained, the StMA reaction rate (polymer pass-through rate) was 95.9%. Moreover, the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 17,270, the weight average molecular weight (Mw) was 24,000, and dispersion degree (Mw / Mn) was 1.39. From these results, it was confirmed that a polymer having a narrow molecular weight distribution was obtained.
(実施例5)
実施例3で用いたSLMAの0.5M溶液の代わりに、実施例4で得られたStMAの0.5M溶液を用い、StMA溶液の流量を3mL/分とした以外は実施例3と同様に操作して、DMAMAとStMAとのリビングアニオン共重合を行い、DMAMAとStMAのブロック共重合体の溶液を得た。得られた重合体の溶液中の残存モノマー量から、DMAMAの反応率(ポリマー転嫁率)は100%であり、StMAの反応率(ポリマー転嫁率)は99.9%であった。また、得られた重合体の数平均分子量(Mn)は12,770であり、重量平均分子量(Mw)は18,100であり、分散度(Mw/Mn)は1.42であった。これらの結果から、分子量分布が狭いブロック共重合体が得られることを確認した。
(Example 5)
Instead of the 0.5M solution of SLMA used in Example 3, the 0.5M solution of StMA obtained in Example 4 was used, and the flow rate of the StMA solution was changed to 3 mL / min. By operating, living anion copolymerization of DMAMA and StMA was performed to obtain a solution of a block copolymer of DMAMA and StMA. From the amount of residual monomers in the obtained polymer solution, the DMAMA reaction rate (polymer pass-through rate) was 100%, and the StMA reaction rate (polymer pass-through rate) was 99.9%. Moreover, the number average molecular weight (Mn) of the obtained polymer was 12,770, the weight average molecular weight (Mw) was 18,100, and dispersity (Mw / Mn) was 1.42. From these results, it was confirmed that a block copolymer having a narrow molecular weight distribution was obtained.
上記の実施例1〜5及び比較例1での重合反応条件及び得られた重合体の特性値を表1に示す。 Table 1 shows the polymerization reaction conditions in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 and the characteristic values of the obtained polymer.
1……マイクロリアクター 1 …… Microreactor
Claims (4)
前記中間重合体と、第2の重合性単量体とを前記マイクロリアクターに導入し、前記マイクロリアクター内で、前記中間重合体の成長末端に前記長鎖アルキル基を有する重合性単量体をリビングアニオン重合させ、ブロック共重合体を形成する第2工程;
を有すること重合体の製造方法であって、前記第1の重合性単量体及び第2の重合性単量体の少なくとも一方に長鎖アルキル基を有する重合性単量体(A)を含有することを特徴とする重合体の製造方法。 Using a microreactor equipped with a flow channel capable of mixing a plurality of liquids, the first polymerizable monomer and the polymerization initiator (C) are introduced into the flow channel in the microreactor to perform living anion polymerization, A first step of forming an intermediate polymer;
The intermediate polymer and a second polymerizable monomer are introduced into the microreactor, and the polymerizable monomer having the long chain alkyl group at the growth terminal of the intermediate polymer is introduced into the microreactor. A second step of forming a block copolymer by living anionic polymerization;
A method for producing a polymer, comprising a polymerizable monomer (A) having a long-chain alkyl group in at least one of the first polymerizable monomer and the second polymerizable monomer And a method for producing a polymer.
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