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JP2016089030A - Manufacturing method of polymer - Google Patents

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JP2016089030A
JP2016089030A JP2014224982A JP2014224982A JP2016089030A JP 2016089030 A JP2016089030 A JP 2016089030A JP 2014224982 A JP2014224982 A JP 2014224982A JP 2014224982 A JP2014224982 A JP 2014224982A JP 2016089030 A JP2016089030 A JP 2016089030A
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JP
Japan
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polymerization
polymer
monomer
reaction
vinyl bond
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JP2014224982A
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Japanese (ja)
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太一 根本
Taichi Nemoto
太一 根本
晋 千葉
Susumu Chiba
晋 千葉
義仁 嶋田
Yoshihito Shimada
義仁 嶋田
之弘 今永
Yukihiro Imanaga
之弘 今永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a polymer by polymerizing monomers having a vinyl bond at high productivity, where the polymer has polymerization percentage of 60% or more which was difficult to discharge stably as high viscosity and is high molecular weight polymer.SOLUTION: There is provided a manufacturing method of a polymer by melting or dissolving monomers having a vinyl bond by contacting the monomer having the vinyl bond and compressive fluid with a mixing ratio satisfying a relationship of the following formula (1) by using a polymerization reaction machine, thereafter addition-polymerizing the monomers having the vinyl bond in a presence of an initiator and discharging the resulting polymer from the polymerization reaction machine. 0.5≤mass of raw material/(mass of raw material+mass of compressive fluid)≤0.9 (1)SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ビニル結合を有するモノマーを付加重合させるポリマーの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a polymer in which a monomer having a vinyl bond is subjected to addition polymerization.

ラジカル重合は、開始剤の分解によりラジカルを発生させて、ビニル結合を有するモノマーを付加重合させる重合方法であって、広く工業的に用いられている。   Radical polymerization is a polymerization method in which radicals are generated by decomposition of an initiator and a monomer having a vinyl bond is addition-polymerized, and is widely used industrially.

かかるポリマーを連続的に得る方法としては、懸濁重合法、溶液重合法および塊状重合法が挙げられる。懸濁重合法の多段重合法でメタクリル系重合体組成物を製造する場合、分散安定剤あるいは乳化剤を使用するため、透明性が損なわれる。また、溶液重合法の場合においては一般に、溶媒により重合体の耐熱分解性が低下し、また、溶媒およびモノマー回収の方法が煩雑になるといった問題が生じる。   Examples of a method for continuously obtaining such a polymer include suspension polymerization, solution polymerization, and bulk polymerization. When a methacrylic polymer composition is produced by a multistage polymerization method of suspension polymerization, transparency is impaired because a dispersion stabilizer or an emulsifier is used. In the case of the solution polymerization method, generally, there arises a problem that the thermal decomposition resistance of the polymer is lowered by the solvent, and the method of recovering the solvent and the monomer becomes complicated.

一方、塊状重合の場合、反応混合物の粘度が高くなるため、反応制御が難しい。溶媒を含まない、塊状重合での2段重合において反応制御を可能にした系として、重合率1〜50%まで重合した後、連鎖移動剤を追添加して重合率60%以上に重合する方法が公知である(特許文献1)。しかしながら、この手法では2段目において、60℃、10時間で再重合を行っており、所要時間が長く生産性は十分でない。   On the other hand, in the case of bulk polymerization, reaction control is difficult because the viscosity of the reaction mixture increases. As a system that does not contain a solvent and enables reaction control in bulk polymerization in bulk polymerization, a method of polymerizing to a polymerization rate of 1 to 50% and then adding a chain transfer agent to polymerize to a polymerization rate of 60% or more Is known (Patent Document 1). However, in this method, repolymerization is performed at 60 ° C. for 10 hours in the second stage, and the required time is long and the productivity is not sufficient.

塊状重合において生産性を上げるためには、重合時間を短くし、重合率を上げることが望まれるが、重合率を上げると粘度が高くなるので、適切な重合率を選択する必要がある。重合率が70%以上になると、反応混合物の粘度が高くなり、更に重合発熱量も大きくなるので、反応系の重合反応における温度を一定に保つための除熱の際に、反応系の局所的または急激な冷却が起こりやすくなる。その結果、反応槽の内壁面におけるゲルの付着および成長がより顕著となり、得られる重合体組成物にゲル化物が不純物として混入する等の問題が起こり得る。   In order to increase productivity in bulk polymerization, it is desired to shorten the polymerization time and increase the polymerization rate. However, since the viscosity increases when the polymerization rate is increased, it is necessary to select an appropriate polymerization rate. When the polymerization rate is 70% or more, the viscosity of the reaction mixture increases, and the amount of heat generated by the polymerization also increases. Therefore, when removing heat to keep the temperature constant in the polymerization reaction of the reaction system, Or rapid cooling is likely to occur. As a result, the adhesion and growth of the gel on the inner wall surface of the reaction tank become more remarkable, and problems such as gelled products being mixed as impurities in the resulting polymer composition may occur.

塊状重合による連続的重合方法では、重合槽での重合率が高いほど、生産性が高くなることは自明である。しかし、一般に、PMMAの塊状重合においては、重合率が高くなるとゲル効果により反応速度の加速現象が起こることが知られている。そのため、槽型反応器一基を用いて連続的に塊状重合を行う場合、重合温度に対して安定に反応を制御しながら運転を行うことができる限界重合率が存在する。その限界重合率を高める手段として、半減期が0.5〜120秒のラジカル開始剤を用いることで重合率が45%〜70%の範囲で安定運転が可能となることが知られている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。
よって、重合時間が短く、ゲル化物の付着および成長が起こりにくい高重合率の重合条件が求められている。
しかしながら、有機溶剤を使用せず、上記のような低い温度でビニル結合を有するモノマーを重合した場合には、反応の進行に伴って反応物の粘度が高くなるため、重合反応が進みにくくなるという課題が生じる。
In the continuous polymerization method by bulk polymerization, it is obvious that the higher the polymerization rate in the polymerization tank, the higher the productivity. However, in general, in bulk polymerization of PMMA, it is known that when the polymerization rate increases, a reaction rate acceleration phenomenon occurs due to the gel effect. Therefore, when continuous bulk polymerization is performed using a single tank reactor, there is a limit polymerization rate that allows operation while stably controlling the reaction with respect to the polymerization temperature. As a means for increasing the limiting polymerization rate, it is known that a stable operation is possible in a polymerization rate range of 45% to 70% by using a radical initiator having a half-life of 0.5 to 120 seconds ( For example, see Patent Document 2 and Patent Document 3).
Accordingly, there is a demand for polymerization conditions with a high polymerization rate that are short in polymerization time and less likely to cause gelation and growth.
However, when a monomer having a vinyl bond is polymerized at a low temperature as described above without using an organic solvent, the viscosity of the reaction product increases with the progress of the reaction, which makes it difficult for the polymerization reaction to proceed. Challenges arise.

特許第5182439号公報が開示している技術はモノマー量よりも圧縮性流体量が多い状態でバッチ重合装置内で反応を行っており、所謂不均一重合に該当する。この場合、分散剤を加えることで、粒子の偏在化を抑えている。
連続重合プロセスでは、内容物が不均一になるくらい圧縮流体を加えることは、経済的に好ましくないばかりか、ショートパスや異常滞留が配管内で起きやすく、長期運転の結果、生成物の流動に不具体が発生する場合がある。そのため、内容物は均一であることが好ましい。
The technique disclosed in Japanese Patent No. 5182439 performs the reaction in a batch polymerization apparatus in a state where the amount of compressive fluid is larger than the amount of monomer, and corresponds to so-called heterogeneous polymerization. In this case, the uneven distribution of particles is suppressed by adding a dispersant.
In a continuous polymerization process, it is not economically preferable to add compressed fluid to the extent that the contents are non-uniform, and short paths and abnormal stagnation are likely to occur in the piping, resulting in product flow as a result of long-term operation. Unspecificity may occur. Therefore, it is preferable that the contents are uniform.

本発明は、ビニル結合を有するモノマーを重合させてポリマーを製造する方法であって、これまで高粘度で安定的な排出が困難であった重合率が60%以上でかつ高分子量体のポリマーを高い生産性で製造することができる方法を提供することを目的とする。   The present invention is a method for producing a polymer by polymerizing a monomer having a vinyl bond, and a high-molecular weight polymer having a polymerization rate of 60% or more, which has heretofore been difficult to stably discharge with a high viscosity. It aims at providing the method which can be manufactured with high productivity.

本発明者らは、ビニル結合を有するモノマーと、圧縮性流体とを所定の混合比で接触させてビニル結合を有するモノマーを溶融または溶解させた後に、開始剤の存在下、前記ビニル結合を有するモノマーを付加重合させることによって上記の課題を解決することができることを見出して本発明を完成した。
すなわち、本発明は下記(1)に記載する通りのポリマーの製造方法である。
The present inventors contact a monomer having a vinyl bond and a compressive fluid at a predetermined mixing ratio to melt or dissolve the monomer having a vinyl bond, and then have the vinyl bond in the presence of an initiator. The present invention was completed by finding that the above-mentioned problems can be solved by addition polymerization of monomers.
That is, the present invention is a method for producing a polymer as described in (1) below.

(1)重合反応装置を用いて、ビニル結合を有するモノマーと、圧縮性流体とを下記式(1)の関係を満たす混合比で、接触させて前記ビニル結合を有するモノマーを溶融または溶解させた後に、開始剤の存在下、前記ビニル結合を有するモノマーを付加重合させ、得られたポリマーを重合反応装置から排出することを特徴とするポリマーの製造方法。

Figure 2016089030
(1) Using a polymerization reactor, a monomer having a vinyl bond and a compressive fluid were brought into contact with each other at a mixing ratio satisfying the relationship of the following formula (1) to melt or dissolve the monomer having a vinyl bond. A method for producing a polymer, wherein the monomer having a vinyl bond is subjected to addition polymerization in the presence of an initiator, and the obtained polymer is discharged from a polymerization reaction apparatus.
Figure 2016089030

本発明の製造方法によれば、有機溶剤を使用することなく重合率が60%以上のポリマーを高い生産性で製造することが可能となる。
加えて、二酸化炭素のようなラジカル連鎖移動が起こりにくい圧縮流体を選択することで高分子量化しやすくなる。
また、生成するポリマーの融点や軟化点以下のような低い温度でビニル結合を有するモノマーを重合することによって、立体規則性が高い、即ち耐熱性が高いポリマーを得ることができる。
According to the production method of the present invention, a polymer having a polymerization rate of 60% or more can be produced with high productivity without using an organic solvent.
In addition, it becomes easy to increase the molecular weight by selecting a compressed fluid such as carbon dioxide that hardly undergoes radical chain transfer.
Further, a polymer having high stereoregularity, that is, high heat resistance can be obtained by polymerizing a monomer having a vinyl bond at a low temperature below the melting point or softening point of the polymer to be produced.

温度と圧力に対する物質の状態を示す一般的な相図である。It is a general phase diagram showing the state of a substance with respect to temperature and pressure. 本実施形態において圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。It is a phase diagram for defining the range of compressive fluid in this embodiment. 重合工程の一例を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows an example of a superposition | polymerization process. 連続式の重合工程の一例を示す系統図である。It is a systematic diagram showing an example of a continuous polymerization process.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における実施の形態の例を例示するものであって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description exemplifies an embodiment of the present invention, and does not limit the scope of the claims.

本実施形態に係るポリマーの製造方法は、付加重合可能なビニル結合を有するモノマーと、圧縮性流体とを接触させてビニル結合を有するモノマーを溶融または溶解させた後に、開始剤の存在下、ビニル結合を有するモノマーを付加重合させることを特徴とする。
以下、付加重合可能なビニル結合を有するモノマーを単にモノマーと言い、付加重合を単に重合と言うことがある。
In the method for producing a polymer according to this embodiment, a monomer having an addition-polymerizable vinyl bond and a compressive fluid are brought into contact with each other to melt or dissolve the monomer having a vinyl bond, and then in the presence of an initiator, It is characterized by addition polymerization of a monomer having a bond.
Hereinafter, a monomer having a vinyl bond capable of addition polymerization may be simply referred to as a monomer, and the addition polymerization may be simply referred to as polymerization.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、例えば、ラジカル連鎖移動を伴わない圧縮性流体とビニル基を有する付加重合性モノマーおよびそれらからなるポリマー生成物と接触させることによって、これらの混合物の粘度が下がることを見出した。結果としてポリマーの融点または軟化点以下の反応温度でも反応物が溶融状態となるため、上述の温度以下の反応においても均一に反応が進行し、反応後のポリマーの取り出しも容易となる。なお、本実施形態のポリマーの製造方法は、圧縮流体によって粘度が下がるポリマーの製造において好適に適用することができる。更に、本実施形態の製造方法によると、有機溶剤を使用しなくても、反応温度を低く設定でき、粘度を低減できることから、反応熱のコントロールも容易となる。   As a result of extensive research, the inventors of the present invention, for example, contacted a compressive fluid without radical chain transfer with an addition-polymerizable monomer having a vinyl group and a polymer product composed thereof, to thereby obtain a mixture of these mixtures. We found that the viscosity decreased. As a result, since the reaction product is in a molten state even at a reaction temperature below the melting point or softening point of the polymer, the reaction proceeds even in the reaction below the above temperature, and the polymer after the reaction can be easily taken out. In addition, the manufacturing method of the polymer of this embodiment can be applied suitably in manufacture of the polymer from which a viscosity falls with a compressed fluid. Furthermore, according to the manufacturing method of the present embodiment, the reaction temperature can be set low and the viscosity can be reduced without using an organic solvent, so that the reaction heat can be easily controlled.

<<原材料>>
まず、上記の製造方法で原材料として用いられるビニル結合を有するモノマーや、使用する開始剤などの成分について説明する。なお、本実施形態において、原材料とは、ポリマーの構成成分となる材料であり、モノマーを含み、更に必要に応じて適宜選択した開始剤、添加剤などの任意成分を含む。
<< Raw materials >>
First, components such as a monomer having a vinyl bond used as a raw material in the above production method and an initiator used will be described. In the present embodiment, the raw material is a material that is a constituent component of the polymer, includes a monomer, and further includes optional components such as an initiator and an additive appropriately selected as necessary.

<モノマー>
本実施形態の製造方法において、適用可能なモノマーとしては、一般的にラジカル重合が適用可能なビニル結合を有するモノマーが挙げられる。ラジカル重合が適用可能なモノマーには、公知の方法によってラジカル重合が可能なビニル結合を有する各種モノマーが含まれる。
<Monomer>
In the production method of this embodiment, examples of the applicable monomer include monomers having a vinyl bond to which radical polymerization is generally applicable. Monomers to which radical polymerization can be applied include various monomers having a vinyl bond that can be radically polymerized by a known method.

ラジカル重合が適用可能なモノマーとしては、二重結合に直接結合する置換基の種類、位置や数にも依存するが、ポリスチレンなどのモノ置換エチレン、ポリメタクリレートなどの1,1−ジ置換エチレン等があげられる。モノマーの一例としては、スチレン誘導体などのスチレン系モノマー、アクリレート、メタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル系モノマー、アクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリルアミド系モノマー、クロロプレンなどのジエン系モノマー、酢酸ビニル、メチルビニルケトンが挙げられるが、これに限定するものではない。   The monomer to which radical polymerization can be applied depends on the type, position and number of substituents directly bonded to the double bond, but mono-substituted ethylene such as polystyrene, 1,1-disubstituted ethylene such as polymethacrylate, etc. Can be given. Examples of monomers include styrene monomers such as styrene derivatives, acrylic monomers such as acrylate, methacrylate, acrylic acid and methacrylic acid, acrylamide monomers such as acrylonitrile and acrylamide, diene monomers such as chloroprene, vinyl acetate, and methyl vinyl. Although ketone is mentioned, it is not limited to this.

上記のスチレン誘導体としては、スチレン、4−メチルスチレンが挙げられる。上記のアクリレートとしては、アクリル酸メチルが挙げられる。上記のメタクリレートとしては、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチルが挙げられる。これらの重合は、単体でも可能であるが、2種以上を組み合わせることにより、共重合体を得ても構わない。   Examples of the styrene derivative include styrene and 4-methylstyrene. Examples of the acrylate include methyl acrylate. Examples of the methacrylate include dimethylaminoethyl methacrylate and methyl methacrylate. These polymerizations can be performed alone, but a copolymer may be obtained by combining two or more.

<開始剤(重合開始剤)>
本発明に用いられるラジカル開始剤としては、重合温度での半減期が1分以内のものであれば特に制限はない。該半減期が1分を超えるものは、反応速度が遅くて好ましくない。ラジカル開始剤の温度と半減期の関係は、ラジカル開始剤の種類毎に各種文献や製造会社の技術資料に記載がある。
<Initiator (polymerization initiator)>
The radical initiator used in the present invention is not particularly limited as long as the half-life at the polymerization temperature is within 1 minute. Those having a half-life of more than 1 minute are undesirable because the reaction rate is slow. The relationship between the temperature and half-life of the radical initiator is described in various literatures and technical data of manufacturers for each type of radical initiator.

該ラジカル開始剤の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンニトリル、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート、4,4’−アゾビス−4−シアノバレリン酸などのアゾ化合物;ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、カプリリルパーオキサイド、2,4−ジクロルベンゾイルパーオサイド、イソブチルパーオキサイド、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、tブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、イソプロピルパーオキシジカーボネート、イソブチルパーオキシジカーボネート、s−ブチルパーオキシジカーボネート、n−ブチルパーオキシジカーボネート、2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−エチルヘキサノエート、1,1,2−トリメチルプロピルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−アミルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、1,1,2−トリメチルプロピルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシイソノナエート、1,1,2−トリメチルプロピルパーオキシ−イソノナエート、t−ブチルパーオキシベンゾエートなどの有機過酸化物が挙げられる。これらの重合開始剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。   Specific examples of the radical initiator include azobisisobutyronitrile, azobisdimethylvaleronitrile, azobiscyclohexanenitrile, 1,1′-azobis (1-acetoxy-1-phenylethane), dimethyl 2,2 ′. -Azo compounds such as azobisisobutyrate and 4,4'-azobis-4-cyanovaleric acid; benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, acetyl peroxide, caprylyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide , Isobutyl peroxide, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, tbutyl peroxypivalate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneoheptanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate 1,1-di t-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethyl Cyclohexane, isopropyl peroxydicarbonate, isobutyl peroxydicarbonate, s-butyl peroxydicarbonate, n-butyl peroxydicarbonate, 2-ethylhexyl peroxydicarbonate, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydi Carbonate, t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-ethylhexanoate, 1,1,2-trimethylpropylperoxy-2-ethylhexanoate Ate, t-butylperoxyisopropyl monocar Nate, t-amyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxy-2-ethylhexyl carbonate, t-butyl peroxyallyl carbonate, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, 1,1,3,3-tetramethylbutylper Oxyisopropyl monocarbonate, 1,1,2-trimethylpropyl peroxyisopropyl monocarbonate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxyisononate, 1,1,2-trimethylpropyl peroxyisononate, t -Organic peroxides such as butyl peroxybenzoate. These polymerization initiators may be used alone or in a combination of two or more.

重合開始剤(ラジカル開始剤)の供給量は、特に限定されるものではないが、得たい分子量によって調整する。通常、原料モノマーに対して0.001〜1質量%である。このラジカル開始剤は、あらかじめ単量体に溶解して重合反応槽へ供給すればよい。   The supply amount of the polymerization initiator (radical initiator) is not particularly limited, but is adjusted according to the molecular weight to be obtained. Usually, it is 0.001-1 mass% with respect to a raw material monomer. The radical initiator may be dissolved in the monomer in advance and supplied to the polymerization reaction tank.

上記原料モノマーおよび重合開始剤に加えて任意の適切な他の成分、例えば連鎖移動剤や、離型剤、ブタジエンおよびスチレンブタジエンゴム(SBR)などのようなゴム状重合体、熱安定剤、紫外線吸収剤を用いてよい。連鎖移動剤は、生成する重合体の分子量を調整するために用いられる。離型剤は、重合体組成物から得られる樹脂組成物の成形性を向上させるために用いられる。熱安定剤は、生成する重合体の熱分解を抑制するために用いられる。紫外線吸収剤は、生成する重合体の紫外線による劣化を抑制するために用いられる。   In addition to the above raw material monomers and polymerization initiator, any appropriate other components such as chain transfer agents, release agents, rubbery polymers such as butadiene and styrene butadiene rubber (SBR), heat stabilizers, ultraviolet rays Absorbents may be used. Chain transfer agents are used to adjust the molecular weight of the polymer produced. A mold release agent is used in order to improve the moldability of the resin composition obtained from a polymer composition. A heat stabilizer is used in order to suppress thermal decomposition of the produced polymer. An ultraviolet absorber is used in order to suppress deterioration by the ultraviolet-ray of the polymer to produce | generate.

連鎖移動剤としては、単官能および多官能のいずれの連鎖移動剤であってもよい。具体的には、例えば、n−プロピルメルカプタン、イソプロピルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン、t−ブチルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、2−エチルヘキシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンなどのアルキルメルカプタン;フェニルメルカプタン、チオクレゾールなどの芳香族メルカプタン;エチレンチオグリコールなどの炭素数18以下のメルカプタン類;エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ソルビトールなどの多価アルコール類;水酸基をチオグリコール酸または3−メルカプトプロピオン酸でエステル化したもの、1,4−ジヒドロナフタレン、1,4,5,8−テトラヒドロナフタレン、β−テルピネン、テルピノーレン、1,4−シクロヘキサジエン、硫化水素などが挙げられる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The chain transfer agent may be a monofunctional or polyfunctional chain transfer agent. Specifically, for example, n-propyl mercaptan, isopropyl mercaptan, n-butyl mercaptan, t-butyl mercaptan, n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, 2-ethylhexyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, etc. Alkyl mercaptans such as phenyl mercaptan and thiocresol; mercaptans having 18 or less carbon atoms such as ethylene thioglycol; ethylene glycol, neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, Polyhydric alcohols such as sorbitol; hydroxyl group esterified with thioglycolic acid or 3-mercaptopropionic acid, 1,4- Tetrahydronaphthalene, 1,4,5,8-tetrahydronaphthalene, beta-terpinene, terpinolene, 1,4-cyclohexadiene, and the like hydrogen sulfide. These may be used alone or in combination of two or more.

離型剤としては、特に制限されないが、例えば、高級脂肪酸エステル、高級脂肪族アルコール、高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸金属塩等が挙げられる。なお、離型剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。   The release agent is not particularly limited, and examples thereof include higher fatty acid esters, higher aliphatic alcohols, higher fatty acids, higher fatty acid amides, and higher fatty acid metal salts. In addition, only 1 type may be sufficient as a mold release agent, and 2 or more types may be sufficient as it.

高級脂肪酸エステルとしては、具体的には、例えば、ラウリン酸メチル、ラウリン酸エチルラウリン酸プロピル、ラウリン酸ブチル、ラウリン酸オクチル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸プロピル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸オクチル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸ステアリル、ミリスチン酸ミリスチル、ベヘン酸メチル、ベヘン酸エチル、ベヘン酸プロピル、ベヘン酸ブチル、ベヘン酸オクチルなどの飽和脂肪酸アルキル;オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸プロピル、オレイン酸ブチル、オレイン酸オクチル、リノール酸メチル、リノール酸エチル、リノール酸プロピル、リノール酸ブチル、リノール酸オクチルなどの不飽和脂肪酸アルキル;ラウリン酸モノグリセリド、ラウリン酸ジグリセリド、ラウリン酸トリグリセリド、パルミチン酸モノグリセリド、パルミチン酸ジグリセリド、パルミチン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリド、ベヘン酸モノグリセリド、ベヘン酸ジグリセリド、ベヘン酸トリグリセリドなどの飽和脂肪酸グリセリド;オレイン酸モノグリセリド、オレイン酸ジグリセリド、オレイン酸トリグリセリド、リノール酸モノグリセリド、リノール酸ジグリセリド、リノール酸トリグリセリドなどの不飽和脂肪酸グリセリドが挙げられる。これらのなかでも、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド、ステアリン酸トリグリセリドなどが好ましい。   Specific examples of higher fatty acid esters include, for example, methyl laurate, ethyl laurate, propyl laurate, butyl laurate, octyl laurate, methyl palmitate, ethyl palmitate, propyl palmitate, butyl palmitate, palmitic acid. Octyl, methyl stearate, ethyl stearate, propyl stearate, butyl stearate, octyl stearate, stearyl stearate, myristyl myristate, methyl behenate, ethyl behenate, propyl behenate, butyl behenate, octyl behenate, etc. Saturated fatty acid alkyl: methyl oleate, ethyl oleate, propyl oleate, butyl oleate, octyl oleate, methyl linoleate, ethyl linoleate, propyl linoleate, butyl linoleate And unsaturated fatty acid alkyls such as octyl linoleate; lauric acid monoglyceride, lauric acid diglyceride, lauric acid triglyceride, palmitic acid monoglyceride, palmitic acid diglyceride, palmitic acid triglyceride, stearic acid monoglyceride, stearic acid diglyceride, stearic acid triglyceride, behenic acid Saturated fatty acid glycerides such as monoglyceride, behenic acid diglyceride and behenic acid triglyceride; and unsaturated fatty acid glycerides such as oleic acid monoglyceride, oleic acid diglyceride, oleic acid triglyceride, linoleic acid diglyceride and linoleic acid triglyceride. Among these, methyl stearate, ethyl stearate, butyl stearate, octyl stearate, stearic acid monoglyceride, stearic acid diglyceride, stearic acid triglyceride and the like are preferable.

高級脂肪族アルコールとしては、具体的には、例えば、ラウリルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコールなどの飽和脂肪族アルコール;オレイルアルコール、リノリルアルコールなどの不飽和脂肪族アルコールが挙げられる。これらのなかでも、ステアリルアルコールが好ましい。   Specific examples of the higher aliphatic alcohol include saturated aliphatic alcohols such as lauryl alcohol, palmityl alcohol, stearyl alcohol, isostearyl alcohol, behenyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol; oleyl alcohol, linolyl alcohol, and the like. Examples include unsaturated fatty alcohols. Of these, stearyl alcohol is preferred.

高級脂肪酸としては、具体的には、例えば、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、12−ヒドロキシオクタデカン酸などの飽和脂肪酸;パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、セトレイン酸、エルカ酸、リシノール酸などの不飽和脂肪酸が挙げられる。   Specific examples of higher fatty acids include, for example, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, and 12-hydroxyoctadecanoic acid. Fatty acids; unsaturated fatty acids such as palmitoleic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, cetreic acid, erucic acid, ricinoleic acid and the like.

高級脂肪酸アミドとしては、具体的には、例えば、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミドなどの飽和脂肪酸アミド;オレイン酸アミド、リノール酸アミド、エルカ酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド;エチレンビスラウリル酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、N−オレイルステアロアミドなどのアミド類が挙げられる。これらのなかでも、ステアリン酸アミドやエチレンビスステアリン酸アミドが好ましい。   Specific examples of the higher fatty acid amide include saturated fatty acid amides such as lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, and behenic acid amide; unsaturated fatty acid amides such as oleic acid amide, linoleic acid amide, and erucic acid amide. Amides; Amides such as ethylene bislauric acid amide, ethylene bispalmitic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, and N-oleyl stearamide. Of these, stearic acid amide and ethylenebisstearic acid amide are preferable.

高級脂肪酸金属塩としては、例えば、上述した高級脂肪酸のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、バリウム塩などが挙げられる。   Examples of the higher fatty acid metal salt include sodium salts, potassium salts, calcium salts and barium salts of the higher fatty acids described above.

離型剤の使用量は、得られる重合体組成物に含まれる重合体(ポリマー)100質量部に対して、0.01〜1.0質量部となるように調整することが好ましく、0.01〜0.50質量部となるように調整することがより好ましい。   It is preferable to adjust the usage-amount of a mold release agent so that it may become 0.01-1.0 mass part with respect to 100 mass parts of polymers (polymer) contained in the polymer composition obtained. It is more preferable to adjust so that it may become 01-0.50 mass part.

熱安定剤としては、特に制限されないが、例えば、リン系熱安定剤や有機ジスルフィド化合物などが挙げられる。これらのなかでも、有機ジスルフィド化合物が好ましい。なお、熱安定剤は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。   The heat stabilizer is not particularly limited, and examples thereof include phosphorus heat stabilizers and organic disulfide compounds. Of these, organic disulfide compounds are preferred. In addition, only 1 type may be sufficient as a heat stabilizer, and 2 or more types may be sufficient as it.

リン系熱安定剤としては、例えば、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイト、2−[[2,4,8,10−テトラキス(1,1−ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン−6−イル]オキシ]−N,N−ビス[2−[[2,4,8,10−テトラキス(1,1−ジメチルエチル)ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサフォスフェピン−6−イル]オキシ]−エチル]エタナミン、ジフェニルトリデシルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイトなどが挙げられる。これらのなかでも、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイトが好ましい。   Examples of the phosphorus-based heat stabilizer include tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, 2-[[2,4,8,10-tetrakis (1,1-dimethylethyl) dibenzo [d. , F] [1,3,2] dioxaphosphin-6-yl] oxy] -N, N-bis [2-[[2,4,8,10-tetrakis (1,1-dimethylethyl) Dibenzo [d, f] [1,3,2] dioxaphosphin-6-yl] oxy] -ethyl] ethanamine, diphenyltridecyl phosphite, triphenyl phosphite, 2,2-methylenebis (4,6 -Di-tert-butylphenyl) octyl phosphite, bis (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl) pentaerythritol diphosphite, and the like. Among these, 2,2-methylenebis (4,6-di-tert-butylphenyl) octyl phosphite is preferable.

有機ジスルフィド化合物としては、例えば、ジメチルジスルフィド、ジエチルジスルフィド、ジ−n−プロピルジスルフィド、ジ−n−ブチルジスルフィド、ジ−sec−ブチルジスルフィド、ジ−tert−ブチルジスルフィド、ジ−tert−アミルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、ジ−tert−オクチルジスルフィド、ジ−n−ドデシルジスルフィド、ジ−tert−ドデシルジスルフィドなどが挙げられる。これらのなかでも、ジ-tert−アルキルジスルフィドが好ましく、さらに好ましくはジ−tert−ドデシルジスルフィドである。   Examples of organic disulfide compounds include dimethyl disulfide, diethyl disulfide, di-n-propyl disulfide, di-n-butyl disulfide, di-sec-butyl disulfide, di-tert-butyl disulfide, di-tert-amyl disulfide, dicyclohexyl. Examples thereof include disulfide, di-tert-octyl disulfide, di-n-dodecyl disulfide, di-tert-dodecyl disulfide and the like. Among these, di-tert-alkyl disulfide is preferable, and di-tert-dodecyl disulfide is more preferable.

熱安定剤の使用量は、得られる重合体組成物に含まれる重合体(ポリマー)に対して、1〜2000質量ppmであることが好ましい。本発明の重合体組成物から成形体を得るために重合体組成物(より詳細には、脱揮後の樹脂組成物)を成形する際、成形効率を高める目的で成形温度を高めに設定することがあり、そのような場合に熱安定剤を配合するとより効果的である。   It is preferable that the usage-amount of a heat stabilizer is 1-2000 mass ppm with respect to the polymer (polymer) contained in the polymer composition obtained. When molding a polymer composition (more specifically, a resin composition after devolatilization) in order to obtain a molded body from the polymer composition of the present invention, the molding temperature is set high for the purpose of increasing molding efficiency. In such a case, it is more effective to add a heat stabilizer.

紫外線吸収剤の種類としては、例えば、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤等が挙げられる。紫外線吸収剤は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのなかでも、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、マロン酸エステル系紫外線吸収剤、オキサルアニリド系紫外線吸収剤が好ましい。   Examples of the ultraviolet absorber include benzophenone ultraviolet absorbers, cyanoacrylate ultraviolet absorbers, benzotriazole ultraviolet absorbers, malonic ester ultraviolet absorbers, and oxalanilide ultraviolet absorbers. An ultraviolet absorber may be used independently and may be used in combination of 2 or more type. Among these, benzotriazole type ultraviolet absorbers, malonic acid ester type ultraviolet absorbers, and oxalanilide type ultraviolet absorbers are preferable.

ベンゾフェノン系紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸、2−ヒドロキシ−4−オクチロキシベンゾフェノン、4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、4−ベンジロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメトキシベンゾフェノン等が挙げられる。   Examples of the benzophenone-based UV absorber include 2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone-5-sulfonic acid, 2-hydroxy-4-octyloxybenzophenone, Examples include 4-dodecyloxy-2-hydroxybenzophenone, 4-benzyloxy-2-hydroxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone.

シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、例えば、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸エチル、2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリル酸2−エチルヘキシル等が挙げられる。   Examples of the cyanoacrylate ultraviolet absorber include ethyl 2-cyano-3,3-diphenylacrylate, 2-ethylhexyl 2-cyano-3,3-diphenylacrylate, and the like.

ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、例えば、2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、5−クロロ−2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)−5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ペンチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(3,5−ジ−t−ブチル−2−ヒドロキシフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール、2−(2−ヒドロキシ−5−t−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。   Examples of the benzotriazole ultraviolet absorber include 2- (2-hydroxy-5-methylphenyl) -2H-benzotriazole and 5-chloro-2- (3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl). ) -2H-benzotriazole, 2- (3-t-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl) -5-chloro-2H-benzotriazole, 2- (3,5-di-t-pentyl-2- Hydroxyphenyl) -2H-benzotriazole, 2- (3,5-di-tert-butyl-2-hydroxyphenyl) -2H-benzotriazole, 2- (2H-benzotriazol-2-yl) -4-methyl- 6- (3,4,5,6-tetrahydrophthalimidylmethyl) phenol, 2- (2-hydroxy-5-t-octylphenyl) -2H-benzoto Azoles and the like.

マロン酸エステル系紫外線吸収剤としては、通常、2−(1−アリールアルキリデン)マロン酸エステル類が用いられ、例えば、2−(パラメトキシベンジリデン)マロン酸ジメチル等が挙げられる。   As the malonic acid ester ultraviolet absorber, 2- (1-arylalkylidene) malonic acid esters are usually used, and examples thereof include 2- (paramethoxybenzylidene) malonic acid dimethyl.

オキサルアニリド系紫外線吸収剤としては、通常、2−アルコキシ−2’−アルキルオキサルアニリド類が用いられ、例えば、2−エトキシ−2’−エチルオキサルアニリド等が挙げられる。   As the oxalanilide ultraviolet absorber, 2-alkoxy-2'-alkyloxalanilides are usually used, and examples thereof include 2-ethoxy-2'-ethyloxalanilide.

紫外線吸収剤の使用量は、得られる重合体組成物に含まれる重紫外線吸収剤の使用量は、得られる重合体組成物に含まれる重合体(ポリマー)に対して、5〜1000質量ppmであることが好ましい。   The used amount of the ultraviolet absorber is 5 to 1000 mass ppm with respect to the polymer (polymer) contained in the obtained polymer composition. Preferably there is.

<<圧縮性流体>>
次に、図1及び図2を用いて本実施形態の製造方法で用いられる圧縮性流体について説明する。図1は、温度と圧力に対する物質の状態を示す相図である。図2は、本実施形態において圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。本実施形態における「圧縮性流体」とは、物質が、図1で表される相図の中で、図2に示す(1)、(2)、(3)の何れかの領域に存在するときの状態を意味する。
<< Compressive fluid >>
Next, the compressive fluid used in the manufacturing method of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a phase diagram showing the state of a substance with respect to temperature and pressure. FIG. 2 is a phase diagram for defining the range of the compressible fluid in the present embodiment. In the present embodiment, the “compressible fluid” means that a substance exists in any of the regions (1), (2), and (3) shown in FIG. 2 in the phase diagram shown in FIG. It means the state of time.

このような領域においては、物質はその密度が非常に高い状態となり、常温常圧時とは異なる挙動を示すことが知られている。なお、物質が(1)の領域に存在する場合には超臨界流体となる。超臨界流体とは、気体と液体とが共存できる限界(臨界点)を超えた温度・圧力領域において非凝縮性高密度流体として存在し、圧縮しても凝縮しない流体のことである。超臨界流体は液体と気体の中間的な輸送物性を有するため物質移動や熱移動特性にも優れるため、超臨界流体中における重合反応は、重合熱の除去に対しても有効である。また、物質が(2)の領域に存在する場合には液体となるが、本実施形態においては、常温(25℃)、常圧(1気圧)において気体状態である物質を圧縮して得られた液化ガスを表す。また、物質が(3)の領域に存在する場合には気体状態であるが、本実施形態においては、圧力が臨界圧力(Pc)の1/2(1/2Pc)以上の高圧ガスを表す。   In such a region, it is known that the substance has a very high density and behaves differently from that at normal temperature and pressure. In addition, when a substance exists in the area | region of (1), it becomes a supercritical fluid. A supercritical fluid is a fluid that exists as a non-condensable high-density fluid in a temperature and pressure region that exceeds the limit (critical point) at which gas and liquid can coexist, and does not condense even when compressed. Since the supercritical fluid has transport properties intermediate between liquid and gas and has excellent mass transfer and heat transfer characteristics, the polymerization reaction in the supercritical fluid is also effective for removing the polymerization heat. Further, when the substance is present in the region (2), it becomes a liquid, but in this embodiment, it is obtained by compressing a substance that is in a gaseous state at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure (1 atm). Represents liquefied gas. Further, when the substance is present in the region (3), it is in a gaseous state, but in the present embodiment, it represents a high pressure gas whose pressure is 1/2 (1/2 Pc) or more of the critical pressure (Pc).

圧縮性流体として用いることができる物質としては、用いる材料の活性を損なうことなく、生成するポリマーを可塑化するものが好ましい。生成するポリマーを可塑化することができる圧縮性流体としては、特に限定されないが、例えば側鎖にエステル基を有するアクリレート、メタクリレートの場合、一酸化炭素;二酸化炭素などが好適である。他、圧縮流体の例としては、一酸化二窒素;窒素;メタン、エタン、プロパン、2,3−ジメチルブタン、エチレンなどの炭化水素、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテルなどのエーテルが挙げられる。これらの中でも二酸化炭素は、臨界圧力が約7.4MPa、臨界温度が約31℃であって、容易に超臨界状態を作り出せること、不燃性で取扱いが容易、かつラジカルの連鎖移動が起こりにくいなどの点で好ましい。これらの圧縮性流体は、一種を単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。   As the substance that can be used as the compressive fluid, a substance that plasticizes the polymer to be produced without impairing the activity of the material to be used is preferable. The compressible fluid that can plasticize the polymer to be produced is not particularly limited. For example, in the case of an acrylate or methacrylate having an ester group in the side chain, carbon monoxide; carbon dioxide is suitable. Other examples of the compressed fluid include dinitrogen monoxide; nitrogen; hydrocarbons such as methane, ethane, propane, 2,3-dimethylbutane, ethylene, and ethers such as dimethyl ether and methyl ethyl ether. Among these, carbon dioxide has a critical pressure of about 7.4 MPa, a critical temperature of about 31 ° C., can easily create a supercritical state, is nonflammable and easy to handle, and radical chain transfer is unlikely to occur. This is preferable. These compressive fluids may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態によると、圧縮性流体とモノマーとを接触させることで、有機溶剤を用いなくても、モノマーを溶融または溶解させることができる。なお、本実施形態において、「溶融」とは、原材料あるいは生成したポリマーが圧縮性流体と接触することで、膨潤しつつ可塑化、液状化した状態を意味する。また、「溶解」とは、原材料が圧縮性流体中に溶けることを意味する。常圧で液状のモノマーにおいても、圧縮流体と均一相をなすことで溶解とみなすこととする。   According to this embodiment, the monomer can be melted or dissolved by contacting the compressive fluid and the monomer without using an organic solvent. In the present embodiment, “melting” means a state in which a raw material or a produced polymer comes into contact with a compressive fluid and is plasticized or liquefied while swelling. Further, “dissolving” means that the raw material is dissolved in the compressive fluid. Even a monomer that is liquid at normal pressure is considered to be dissolved by forming a homogeneous phase with the compressed fluid.

<<重合反応装置>>
続いて、図3及び図4を用いて、本実施形態においてポリマーの製造に用いられる重合反応装置について説明する。
図3はバッチ式重合反応装置を示す図であり、図4は連続式重合反応装置を示す図である。
<< Polymerization reactor >>
Subsequently, a polymerization reaction apparatus used for polymer production in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a view showing a batch polymerization reaction apparatus, and FIG. 4 is a view showing a continuous polymerization reaction apparatus.

<バッチ式重合反応装置>
まず、図3を用いてバッチ式重合反応装置200について説明する。図3は、重合工程の一例を示す系統図である。図3の系統図において、重合反応装置200は、タンク21と、計量ポンプ22と、添加ポット25と、反応容器27と、バルブ(23,24,26,28,29)とを有している。上記の各装置は耐圧性の配管30によって図3に示したように接続されている。また、配管30には、継手(30a,30b)が設けられている。
<Batch polymerization reactor>
First, the batch polymerization reaction apparatus 200 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a system diagram showing an example of a polymerization process. In the system diagram of FIG. 3, the polymerization reaction apparatus 200 has a tank 21, a metering pump 22, an addition pot 25, a reaction vessel 27, and valves (23, 24, 26, 28, 29). . Each of the above devices is connected as shown in FIG. Further, the pipe 30 is provided with joints (30a, 30b).

タンク21は、圧縮性流体を貯蔵する。なお、タンク21は、反応容器27に供給される供給経路あるいは反応容器27内で加熱、加圧されて圧縮性流体となる気体(ガス)または固体を貯蔵しても良い。この場合、タンク21に貯蔵される気体または固体は、加熱または加圧されることにより、反応容器27内で図2の相図における(1)、(2)、または(3)の状態となる。   The tank 21 stores a compressible fluid. The tank 21 may store a gas (gas) or a solid that becomes a compressible fluid by being heated and pressurized in a supply path supplied to the reaction container 27 or in the reaction container 27. In this case, the gas or solid stored in the tank 21 is heated or pressurized to be in the state (1), (2), or (3) in the phase diagram of FIG. .

計量ポンプ22は、タンク21に貯蔵された圧縮性流体を、一定の圧力および流量で反応容器27に供給する。添加ポット25は、反応容器27内の原材料に添加される触媒を貯蔵する。バルブ(23,24,26,29)は、それぞれを開閉させることにより、タンク21に貯蔵された圧縮性流体を、添加ポット25を経由して反応容器27に供給する経路と、添加ポット25を経由せずに反応容器27に供給する経路などとを切り換える。   The metering pump 22 supplies the compressive fluid stored in the tank 21 to the reaction vessel 27 at a constant pressure and flow rate. The addition pot 25 stores a catalyst added to the raw material in the reaction vessel 27. The valves (23, 24, 26, 29) open and close each of them, thereby supplying the compressive fluid stored in the tank 21 to the reaction vessel 27 via the addition pot 25 and the addition pot 25. The route for supplying the reaction vessel 27 without going through is switched.

反応容器27には、重合を開始する前に予めモノマーおよび開始剤を収容する。反応容器27は、予め収容されたモノマーおよび開始剤と、タンク21から供給された圧縮性流体と、添加ポット25から供給された触媒とを接触させて、モノマーを重合させるための耐圧性の容器である。なお、反応容器27には、蒸発物を除去するための気体出口が設けられていても良い。また、反応容器27は、原材料および圧縮性流体を加熱するためのヒータを有している。更に、反応容器27は、原材料、および圧縮性流体を攪拌する攪拌装置を有している。原材料と生成したポリマーとの密度差が生じたときに、攪拌装置の攪拌を加えることで生成したポリマーの沈降を抑制できるので、重合反応をより均一かつ定量的に進められる。バルブ28は、重合反応終了後に開放されることにより反応容器27内のポリマー生成物Pを排出する。   The reaction vessel 27 contains a monomer and an initiator in advance before starting the polymerization. The reaction vessel 27 is a pressure-resistant vessel for polymerizing the monomer by bringing the monomer and initiator stored in advance, the compressive fluid supplied from the tank 21 and the catalyst supplied from the addition pot 25 into contact with each other. It is. The reaction vessel 27 may be provided with a gas outlet for removing the evaporated material. The reaction vessel 27 has a heater for heating the raw materials and the compressive fluid. Furthermore, the reaction vessel 27 has a stirring device for stirring the raw materials and the compressive fluid. When the density difference between the raw material and the generated polymer occurs, the settling of the generated polymer can be suppressed by adding the stirring of the stirring device, so that the polymerization reaction can proceed more uniformly and quantitatively. The valve 28 is opened after completion of the polymerization reaction to discharge the polymer product P in the reaction vessel 27.

<連続式重合反応装置>
続いて、図4を用いて連続式重合反応装置100について説明する。図4は、重合工程の一例を示す系統図である。従来の製造方法によりビニル基を有する付加重合性モノマーをリビング重合する場合、反応中にポリマー生成物が固化するため、連続的にポリマーを製造することができなかった。本実施形態の製造方法によると、例えば、図4に示す重合反応装置100を用いることにより、連続的にポリマーを製造することができる。
<Continuous polymerization reactor>
Next, the continuous polymerization reaction apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a system diagram showing an example of the polymerization process. In the case where an addition polymerizable monomer having a vinyl group is subjected to living polymerization by a conventional production method, the polymer product is solidified during the reaction, so that the polymer cannot be produced continuously. According to the manufacturing method of this embodiment, for example, a polymer can be continuously manufactured by using the polymerization reaction apparatus 100 shown in FIG.

図4の系統図において、重合反応装置100は、モノマーなどの原材料および圧縮性流体を供給する供給ユニット100aと、供給ユニット100aによって供給されたモノマーを重合させる連続重合装置の一例としての重合反応装置本体100bとを有する。供給ユニット100aは、タンク(1,3,5,7,11)と、計量フィーダー(2,4)と、計量ポンプ(6,8,12)と、を有する。重合反応装置本体100bは、重合反応装置本体100bの一端部に設けられた混合装置9と、送液ポンプ10と、反応容器13と、計量ポンプ14と、重合反応装置本体100bの他端部に設けられた押出口金15と、を有する。   In the system diagram of FIG. 4, a polymerization reaction apparatus 100 includes a supply unit 100a that supplies raw materials such as monomers and a compressive fluid, and a polymerization reaction apparatus as an example of a continuous polymerization apparatus that polymerizes the monomer supplied by the supply unit 100a. And a main body 100b. The supply unit 100a has a tank (1, 3, 5, 7, 11), a measuring feeder (2, 4), and a measuring pump (6, 8, 12). The polymerization reaction device main body 100b is connected to the mixing device 9, the liquid feed pump 10, the reaction vessel 13, the metering pump 14, and the other end of the polymerization reaction device main body 100b provided at one end of the polymerization reaction device main body 100b. And an extrusion die 15 provided.

供給ユニット100aのタンク1は、モノマーを貯蔵する。貯蔵されるモノマーは粉末であっても溶融状態であっても良い。タンク3は、開始剤および添加剤のうち固体(粉末又は粒状)のものを貯蔵する。タンク5は、開始剤および添加剤のうち液体のものを貯蔵する。タンク7は、圧縮性流体を貯蔵する。なお、タンク7は、混合装置9に供給される過程で、あるいは、混合装置9内で加熱または加圧されて圧縮性流体となる気体(ガス)、または、固体を貯蔵しても良い。この場合、タンク7に貯蔵される気体または固体は、加熱または加圧されることにより、混合装置9内で図2の相図における(1)、(2)、または(3)の状態となる。   The tank 1 of the supply unit 100a stores the monomer. The monomer to be stored may be a powder or a molten state. The tank 3 stores solid (powder or granular) of the initiator and the additive. The tank 5 stores a liquid one of the initiator and the additive. The tank 7 stores a compressible fluid. The tank 7 may store a gas (gas) or a solid that becomes a compressible fluid in the course of being supplied to the mixing device 9 or heated or pressurized in the mixing device 9. In this case, the gas or solid stored in the tank 7 is heated or pressurized to be in the state (1), (2), or (3) in the phase diagram of FIG. .

計量フィーダー2は、タンク1に貯蔵されたモノマーを計量して混合装置9に連続的に供給する。計量フィーダー4は、タンク3に貯蔵された固体を計量して混合装置9に連続的に供給する。計量ポンプ6は、タンク5に貯蔵された液体を計量して混合装置9に連続的に供給する。計量ポンプ8は、タンク7に貯蔵された圧縮性流体を一定の圧力および流量で混合装置9に連続的に供給する。   The metering feeder 2 measures the monomer stored in the tank 1 and continuously supplies it to the mixing device 9. The weighing feeder 4 measures the solid stored in the tank 3 and continuously supplies it to the mixing device 9. The metering pump 6 measures the liquid stored in the tank 5 and continuously supplies it to the mixing device 9. The metering pump 8 continuously supplies the compressive fluid stored in the tank 7 to the mixing device 9 at a constant pressure and flow rate.

なお、本実施形態において連続的に供給するとは、バッチ毎に供給する方法に対する概念であって、ポリマーが連続的に得られるよう供給することを意味する。即ち、ポリマーが連続的に得られる限り、各材料は、断続的、或いは、間欠的に供給されても良い。また、開始剤および添加剤がいずれも固体の場合には、重合反応装置100は、タンク5および計量ポンプ6を有していなくても良い。同様に、開始剤および添加剤がいずれも液体の場合には、重合反応装置100は、タンク3および計量フィーダー4を有していなくても良い。   In addition, in this embodiment, supplying continuously is a concept with respect to the method of supplying for every batch, and means supplying so that a polymer may be obtained continuously. That is, as long as a polymer is continuously obtained, each material may be supplied intermittently or intermittently. In addition, when both the initiator and the additive are solid, the polymerization reaction apparatus 100 may not include the tank 5 and the metering pump 6. Similarly, when both the initiator and the additive are liquid, the polymerization reaction apparatus 100 may not include the tank 3 and the metering feeder 4.

本実施形態において、重合反応装置本体100bの各装置は、原材料、圧縮性流体、あるいは生成したポリマーを輸送する耐圧性の配管30によって、図4に示されたように接続されている。また、重合反応装置の混合装置9、送液ポンプ10、および反応容器13の各装置は、上記の原材料等を通過させる管状の部材を有している。   In this embodiment, each apparatus of the polymerization reaction apparatus main body 100b is connected as shown in FIG. 4 by a pressure-resistant piping 30 that transports raw materials, a compressive fluid, or a generated polymer. Moreover, each apparatus of the mixing apparatus 9 of the polymerization reaction apparatus, the liquid feeding pump 10, and the reaction vessel 13 has a tubular member through which the above raw materials and the like pass.

重合反応装置本体100bの混合装置9は、各タンク(1,3,5)から供給されたモノマー、開始剤、添加剤などの原材料と、タンク7から供給された圧縮性流体とを連続的に接触させ、原材料を溶解または溶融させるための耐圧性の容器を有した装置である。混合装置9では、原材料と圧縮性流体と接触することにより、原材料が溶解または溶融する。なお、本実施形態において、「溶融」とは、原材料あるいは生成したポリマーが圧縮性流体と接触することで、膨潤しつつ可塑化、液状化した状態を意味する。また、「溶解」とは、原材料が圧縮性流体中に溶けることを意味する。   The mixing device 9 of the polymerization reaction device main body 100b continuously feeds raw materials such as monomers, initiators and additives supplied from the tanks (1, 3, 5) and the compressive fluid supplied from the tank 7. It is an apparatus having a pressure-resistant container for contacting and melting or melting raw materials. In the mixing device 9, the raw material is dissolved or melted by contacting the raw material and the compressive fluid. In the present embodiment, “melting” means a state in which a raw material or a produced polymer comes into contact with a compressive fluid and is plasticized or liquefied while swelling. Further, “dissolving” means that the raw material is dissolved in the compressive fluid.

モノマーを溶解した場合には流体相、溶融した場合には溶融相が形成されるが、均一に反応を進めるために、混合装置9では、溶融相または流体相のいずれか一層が形成されていることが好ましい。また、圧縮性流体に対して原材料の比率が高い状態で反応を進行させるために、混合装置9では、モノマーを溶融させることが好ましい。なお、本実施形態では、原材料および圧縮性流体を連続的に供給することにより、混合装置9において、モノマーなどの原材料と圧縮性流体とを一定の濃度の比率で連続的に接触させることができる。これにより、原材料を効率的に溶解又は溶融させることができる。   When the monomer is dissolved, a fluid phase is formed. When the monomer is melted, a molten phase is formed. In order to proceed the reaction uniformly, either one of the molten phase or the fluid phase is formed in the mixing device 9. It is preferable. Further, in order to advance the reaction in a state where the ratio of raw materials to the compressive fluid is high, it is preferable that the monomer is melted in the mixing device 9. In the present embodiment, by continuously supplying the raw material and the compressive fluid, the raw material such as the monomer and the compressive fluid can be continuously contacted at a constant concentration ratio in the mixing device 9. . Thereby, the raw material can be efficiently dissolved or melted.

本実施形態では、モノマーなどの原材料と圧縮性流体とを一定の濃度の比率で連続的に接触させることができるので、原材料を圧縮性流体に効率的に溶融させることができる。混合装置9の容器の形は、タンク型でも筒型でもよいが、一端から原材料を供給し、他端から混合物を取り出す筒型が好ましい。混合装置9の容器には、計量ポンプ8によってタンク7から供給された圧縮性流体を導入する導入口9aと、計量フィーダー2によってタンク1から供給されたモノマーを導入する導入口9bと、計量フィーダー4によってタンク3から供給された粉末を導入する導入口9cと、計量ポンプ6によってタンク5から供給された液体を導入する導入口9dとが設けられている。   In the present embodiment, since the raw material such as a monomer and the compressive fluid can be continuously contacted at a constant concentration ratio, the raw material can be efficiently melted in the compressive fluid. The shape of the container of the mixing device 9 may be a tank type or a cylindrical shape, but a cylindrical shape in which raw materials are supplied from one end and the mixture is taken out from the other end is preferable. In the container of the mixing device 9, an inlet 9 a for introducing the compressive fluid supplied from the tank 7 by the metering pump 8, an inlet 9 b for introducing the monomer supplied from the tank 1 by the metering feeder 2, and a metering feeder 4 is provided with an inlet 9c for introducing the powder supplied from the tank 3 by 4 and an inlet 9d for introducing the liquid supplied from the tank 5 by the metering pump 6.

本実施形態において各導入口(9a,9b,9c,9d)は、混合装置9の容器と、各原材料または圧縮性流体を輸送する各配管とを接続する継手によって構成される。この継手としては、特に制限されず、レデューサー、カップリング、Y、T、アウトレットなどの公知のものが用いられる。また、混合装置9は、供給された各原材料および圧縮性流体を加熱するためのヒータを有している。   In this embodiment, each introduction port (9a, 9b, 9c, 9d) is comprised by the coupling which connects the container of the mixing apparatus 9, and each piping which conveys each raw material or compressive fluid. This joint is not particularly limited, and known joints such as reducers, couplings, Y, T, and outlets are used. Moreover, the mixing apparatus 9 has a heater for heating each supplied raw material and compressive fluid.

更に、混合装置9は、原材料、圧縮性流体などを攪拌する攪拌装置を有していても良い。混合装置9が攪拌装置を有する場合、攪拌装置としては、一軸のスクリュー、互いに噛み合う二軸のスクリュー、互いに噛み合う又は重なり合う多数の攪拌素子をもつ二軸の混合機、互いに噛み合うらせん形の攪拌素子を有するニーダー、スタティックミキサーなどが好ましく用いられる。特に、互いに噛み合う二軸又は多軸攪拌装置は、攪拌装置や容器への反応物の付着が少なく、セルフクリーニング作用があるので好ましい。   Furthermore, the mixing device 9 may have a stirring device that stirs the raw materials, the compressive fluid, and the like. When the mixing device 9 has a stirrer, the stirrer includes a uniaxial screw, a biaxial screw meshing with each other, a biaxial mixer having a large number of meshing elements meshing with each other or overlapping each other, and a helical stirring element meshing with each other. A kneader having a static mixer, a static mixer or the like is preferably used. In particular, a biaxial or multiaxial agitation device that meshes with each other is preferable because there is little adhesion of reactants to the agitation device or the container and there is a self-cleaning action.

混合装置9が攪拌装置を有していない場合、混合装置9としては、耐圧配管が好適に用いられる。この場合、耐圧配管をらせん状としたり折り曲げたりして配置することで、重
合反応装置100の設置スペースを削減したり、レイアウトの自由度を向上させたりする
ことができる。なお、混合装置9が攪拌装置を有していない場合、混合装置9内での各材
料を確実に混合するため、混合装置9に供給されるモノマーは予め液化されていることが好ましい。なお、混合装置9が攪拌装置を有していない場合、混合装置9内での各材料を確実に混合するため、混合装置9に供給されるモノマーは溶融状態であることが好ましい。
In the case where the mixing device 9 does not have a stirring device, a pressure-resistant pipe is preferably used as the mixing device 9. In this case, it is possible to reduce the installation space of the polymerization reaction apparatus 100 or improve the layout flexibility by arranging the pressure-resistant piping in a spiral shape or by bending it. In addition, when the mixing apparatus 9 does not have a stirring apparatus, in order to mix each material in the mixing apparatus 9 reliably, it is preferable that the monomer supplied to the mixing apparatus 9 is liquefied beforehand. In addition, when the mixing apparatus 9 does not have a stirring apparatus, in order to mix each material in the mixing apparatus 9 reliably, it is preferable that the monomer supplied to the mixing apparatus 9 is a molten state.

送液ポンプ10は、混合装置9で溶融した各原材料を反応容器13に送液する。タンク11は、触媒を貯蔵する。計量ポンプ12は、タンク11に貯蔵された触媒を計量して反応容器13に供給する。   The liquid feed pump 10 sends each raw material melted by the mixing device 9 to the reaction vessel 13. The tank 11 stores a catalyst. The metering pump 12 measures the catalyst stored in the tank 11 and supplies it to the reaction vessel 13.

反応容器13は、送液ポンプ10によって送液された溶融した各原材料と、計量ポンプ12によって供給された触媒とを混合して、モノマーを重合させるための耐圧性の容器である。反応容器13の形状としては、タンク型でも筒型でもよいが、デッドスペースが少ない筒型が好ましい。反応容器13には、混合装置9によって混合された各材料を容器内に導入するための導入口13aと、計量ポンプ12によってタンク11から供給された触媒を容器内に導入する導入口13bとが設けられている。本実施形態において各導入口(13a,13b)は、反応容器13と、各原材料を輸送する各配管とを接続する継手によって構成される。この継手としては、特に制限されず、レデューサー、カップリング、Y、T、アウトレットなどの公知のものが用いられる。   The reaction vessel 13 is a pressure-resistant vessel for polymerizing monomers by mixing each molten raw material fed by the feed pump 10 and the catalyst supplied by the metering pump 12. The shape of the reaction vessel 13 may be a tank type or a cylindrical type, but a cylindrical type with little dead space is preferable. The reaction vessel 13 has an introduction port 13a for introducing each material mixed by the mixing device 9 into the vessel, and an introduction port 13b for introducing the catalyst supplied from the tank 11 by the metering pump 12 into the vessel. Is provided. In this embodiment, each inlet (13a, 13b) is comprised by the coupling which connects the reaction container 13 and each piping which conveys each raw material. This joint is not particularly limited, and known joints such as reducers, couplings, Y, T, and outlets are used.

なお、反応容器13には、蒸発物を除去するための気体出口が設けられていても良い。また、反応容器13は、送液された原材料を加熱するためのヒータを有している。更に、反応容器13は、原材料、圧縮性流体などを攪拌する攪拌装置を有していても良い。反応容器13が攪拌装置を有する場合、原材料と生成されたポリマーの密度差によって、ポリマー粒子が沈降することを抑制できるので、重合反応をより均一かつ定量的に進められる。反応容器13の攪拌装置としては、互いに噛み合うスクリューや、2フライト(長円形)や3フライト(三角形様)などの攪拌素子、円板又は多葉形(クローバー形など)の攪拌翼をもつ二軸又は多軸のものがセルフクリーニングの観点から好ましい。あらかじめ触媒を含む原料が充分に混合されている場合には、案内装置により流れの分割と複合(合流)を多段的に行う静止混合器も攪拌装置に応用出来る。静止型混合器としては、特公昭47−15526号公報、同47−15527号公報、同47−15528号公報、同47−15533号公報などで開示されたもの(多層化混合器)、及び特開昭47−33166号公報に開示されたもの(ケニックス型)、及びそれらに類似する可動部のない混合装置が挙げられ、参照によりここに含めることができる。   Note that the reaction vessel 13 may be provided with a gas outlet for removing evaporated substances. The reaction vessel 13 has a heater for heating the fed raw material. Furthermore, the reaction vessel 13 may have a stirring device that stirs the raw materials, the compressive fluid, and the like. When the reaction vessel 13 has a stirrer, the polymer particles can be prevented from settling due to the difference in density between the raw material and the produced polymer, so that the polymerization reaction can proceed more uniformly and quantitatively. As a stirring device for the reaction vessel 13, a twin screw having a screw that meshes with each other, a stirring element such as a 2-flight (oval) or a 3-flight (triangle-like), a disc or a multi-lobed (clover-shaped) stirring blade. Or the thing of a multi-axis is preferable from a viewpoint of self-cleaning. When the raw material containing the catalyst is sufficiently mixed in advance, a static mixer that performs multi-stage splitting and combining (merging) of the flow with a guide device can also be applied to the stirring device. Examples of the static mixer include those disclosed in Japanese Patent Publication Nos. 47-15526, 47-15527, 47-15528, 47-15533, etc. (multilayered mixer), and the like. Examples disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 47-33166 (Kenix type) and similar mixing devices without moving parts can be mentioned and can be included here by reference.

反応容器13が攪拌装置を有していない場合、反応容器13としては、耐圧配管が好適に用いられる。   When the reaction vessel 13 does not have a stirrer, pressure-resistant piping is preferably used as the reaction vessel 13.

図4では、反応容器13が1個の例を示したが、2個以上の反応容器13を用いることもできる。複数の反応容器13を用いる場合、反応容器13毎の反応(重合)条件、すなわち温度、触媒濃度、圧力、平均滞留時間、攪拌速度などは、同一でもよいが、重合の進行にあわせて、それぞれ最適の条件を選ぶことが好ましい。なお、反応時間の増加や装置の煩雑化を招くため、あまり多くの容器を多段的に結合することは得策でなく、段数は1以上4以下、特に1以上3以下が好ましい。   Although FIG. 4 shows an example in which one reaction vessel 13 is provided, two or more reaction vessels 13 can also be used. When a plurality of reaction vessels 13 are used, the reaction (polymerization) conditions for each reaction vessel 13, that is, temperature, catalyst concentration, pressure, average residence time, stirring speed, etc. may be the same. It is preferable to select the optimum conditions. In order to increase the reaction time and complicate the apparatus, it is not a good idea to combine too many containers in multiple stages, and the number of stages is preferably 1 or more and 4 or less, particularly preferably 1 or more and 3 or less.

計量ポンプ14は、反応容器13内のポリマー生成物Pとしての高分子化合物を、ポリマー排出口の一例としての押出口金15から、反応容器13の外に送り出す。なお、反応容器13の内外の圧力差を利用することにより、計量ポンプ14を用いずにポリマー生成物Pを反応容器13内から送り出すこともできる。この場合、反応容器13内の圧力やポリマー生成物Pの送り出し量を調整するために、計量ポンプ14に変えて圧調整バルブを用いることもできる。   The metering pump 14 sends the polymer compound as the polymer product P in the reaction vessel 13 out of the reaction vessel 13 from an extrusion die 15 as an example of a polymer discharge port. In addition, the polymer product P can be sent out from the reaction vessel 13 without using the metering pump 14 by utilizing the pressure difference between the inside and outside of the reaction vessel 13. In this case, in order to adjust the pressure in the reaction vessel 13 and the delivery amount of the polymer product P, a pressure adjusting valve can be used instead of the metering pump 14.

<<重合方法>>
続いて、上記の原材料、圧縮性流体、および、連続式重合反応装置100またはバッチ式重合反応装置200を用いた重合方法について説明する。本実施形態の重合方法によると、付加重合適用可能なビニル基を有する付加重合性モノマーを含む原材料と、圧縮性流体とを接触させてビニル基を有する付加重合性モノマーを溶融または溶解せしめた後に、開始剤及の存在下、ビニル基を有する付加重合性モノマーを溶融重合させる。これにより、ポリマー生成物の融点や軟化点以下の反応条件で重合を行っても、反応の進行に伴いポリマー生成物が固化せず、ポリマー生成物の形状や、ポリマー生成物を反応容器から取り出すときの自由度が制限されないとった利点を有する。
<< Polymerization method >>
Then, the raw material, the compressive fluid, and the polymerization method using the continuous polymerization reactor 100 or the batch polymerization reactor 200 will be described. According to the polymerization method of this embodiment, after the raw material containing an addition polymerizable monomer having a vinyl group applicable to addition polymerization is brought into contact with a compressive fluid, the addition polymerizable monomer having a vinyl group is melted or dissolved. The addition polymerizable monomer having a vinyl group is melt polymerized in the presence of an initiator. As a result, the polymer product does not solidify with the progress of the reaction even if the polymerization is carried out under the reaction conditions below the melting point and softening point of the polymer product, and the shape of the polymer product and the polymer product are removed from the reaction vessel. The advantage is that the degree of freedom is not limited.

重合反応温度(反応容器(13,27)の設定温度)は特に制限されないが、通常120℃以上180℃以下である。重合は、溶剤を除去する必要がないため、無溶媒で行うことが好ましい。   The polymerization reaction temperature (set temperature of the reaction vessel (13, 27)) is not particularly limited, but is usually 120 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. Polymerization is preferably carried out without solvent since it is not necessary to remove the solvent.

本実施形態において、重合反応時間(反応容器(13,27)内の平均滞留時間)は、目標とする分子量に応じて設定される。目標とする分子量が5000乃至1000000である場合、重合反応時間は、例えば、20分以上180分以内とすることができる。
なお、本発明における平均滞留時間とは、反応生成物が、重合装置に入ってから排出されるまでに要する平均時間をいい、特に連続重合の場合は、反応容器の容積に対する反応生成物のフィード量の比で表されるものである。
In the present embodiment, the polymerization reaction time (average residence time in the reaction vessel (13, 27)) is set according to the target molecular weight. When the target molecular weight is 5000 to 1000000, the polymerization reaction time can be, for example, 20 minutes or more and 180 minutes or less.
The average residence time in the present invention refers to the average time required for the reaction product to enter and exit from the polymerization apparatus. In particular, in the case of continuous polymerization, the reaction product is fed to the reaction vessel volume. It is expressed as a ratio of quantities.

本実施形態の製造方法において、重合率は60%以上95%以下であることが好ましい。60%以上であることにより、続く脱モノマープロセスの負荷がかかりすぎず、生産効率が低下することがない。
本発明では、圧縮流体によって粘度が低下することによって、装置負荷を低減し重合率を上げる効果を有するが、重合率が95%以下であることにより反応時間が長くなりすぎることがない。
より好ましくは、重合率は同様の理由で70%以上90%以下、さらに好ましくは80%以上90%以下である。
In the production method of the present embodiment, the polymerization rate is preferably 60% or more and 95% or less. By being 60% or more, the subsequent demonomer process is not overloaded and the production efficiency is not lowered.
In the present invention, when the viscosity is lowered by the compressed fluid, there is an effect of reducing the apparatus load and increasing the polymerization rate. However, when the polymerization rate is 95% or less, the reaction time does not become too long.
More preferably, the polymerization rate is 70% or more and 90% or less, and more preferably 80% or more and 90% or less for the same reason.

本実施形態の製造方法において、かかる重合体組成物は、本実施形態を限定するものではないが、脱揮処理等に付して原料モノマーを分離回収することが好ましい。
ポリマー中の残存モノマー量は、2質量%以下が好ましく、好ましくは1質量%以下が好ましい。2%以上を超える場合、ポリマー材料としての耐久性が不十分の場合がある。
In the production method of the present embodiment, the polymer composition does not limit the present embodiment, but it is preferable to subject the raw material monomer to separation and recovery by subjecting it to a devolatilization treatment or the like.
The amount of residual monomer in the polymer is preferably 2% by mass or less, and preferably 1% by mass or less. If it exceeds 2%, the durability as a polymer material may be insufficient.

<モノマーと圧縮性流体との混合比>
本発明において規定するモノマーと圧縮性流体との混合比とは下記の式で定義されるものである。
混合比=原材料の質量/(原材料の質量+圧縮性流体の質量)
そして、本発明においては前記混合比の値を0.5以上、0.9以下とする。
0.5未満であると、圧縮性流体の使用量が増えることによって経済的ではないばかりか、モノマーの密度が低くなるため、重合速度が低下する場合がある。また、混合比が0.5未満であると、圧縮性流体の質量が原材料の質量よりも大きくなるため、モノマーが溶融した溶融相と、モノマーが圧縮性流体に溶解した流体相とが共存し、均一に反応が進行し難くなる場合がある。
上記の混合比を0.5以上とすることにより、原材料および生成したポリマーの濃度(いわゆる固形分濃度)が高い状態で反応が進行する。このときの重合系内の固形分濃度は、従来の製造方法で圧倒的な量の圧縮性流体に対して少量のモノマーを溶解させて重合したときの重合系の固形分濃度とは大きく異なる。本実施形態の製造方法は、固形分濃度が高い重合系でも重合反応が効率的かつ安定して進行することに特徴がある。
また、混合比が0.9を超えると、圧縮性流体がモノマーを溶融させる能力が不十分となる恐れがあり、目的とする反応が均一に進まない場合がある。
<Mixing ratio of monomer and compressive fluid>
The mixing ratio of the monomer and the compressive fluid defined in the present invention is defined by the following formula.
Mixing ratio = mass of raw material / (mass of raw material + mass of compressible fluid)
And in this invention, the value of the said mixing ratio shall be 0.5 or more and 0.9 or less.
If it is less than 0.5, it is not economical due to an increase in the amount of compressive fluid used, and the polymerization rate may decrease because the monomer density decreases. If the mixing ratio is less than 0.5, the mass of the compressive fluid becomes larger than the mass of the raw material, so that the molten phase in which the monomer is melted and the fluid phase in which the monomer is dissolved in the compressive fluid coexist. In some cases, the reaction is difficult to proceed uniformly.
By setting the mixing ratio to 0.5 or more, the reaction proceeds in a state where the concentration of the raw material and the generated polymer (so-called solid content concentration) is high. The solid content concentration in the polymerization system at this time is greatly different from the solid content concentration in the polymerization system when a small amount of monomer is dissolved in an overwhelming amount of compressive fluid in the conventional production method. The production method of this embodiment is characterized in that the polymerization reaction proceeds efficiently and stably even in a polymerization system having a high solid content concentration.
On the other hand, when the mixing ratio exceeds 0.9, the ability of the compressive fluid to melt the monomer may be insufficient, and the intended reaction may not proceed uniformly.

<反応圧力>
本発明における重合反応の好ましい反応圧力は、3.7MPa以上が好ましく、より好ましくは5MPa以上であり、更に好ましくは臨界圧力の7.4PMa以上である。
また、上限については特に制限はないが、装置コストを抑えるため、好ましくは30MPa以下であり、より好ましくは20MPa以下である。
<Reaction pressure>
A preferable reaction pressure of the polymerization reaction in the present invention is preferably 3.7 MPa or more, more preferably 5 MPa or more, and further preferably a critical pressure of 7.4 PMa or more.
Moreover, although there is no restriction | limiting in particular about an upper limit, In order to hold down apparatus cost, Preferably it is 30 Mpa or less, More preferably, it is 20 Mpa or less.

本実施形態により得られるポリマーの重量平均分子量は、開始剤の量によって調整が可能である。特に限定されるものではないが、重量平均分子量は一般的に30000以上であり、30万以上も可能となる。重量平均分子量が30000より小さい場合、ポリマーとしての強度が不十分となり好ましくない場合がある。   The weight average molecular weight of the polymer obtained by this embodiment can be adjusted by the amount of the initiator. Although not particularly limited, the weight average molecular weight is generally 30000 or more and can be 300,000 or more. When the weight average molecular weight is less than 30000, the strength as a polymer may be insufficient, which may not be preferable.

本実施形態の高分子化合物の重量平均分子量Mwを数平均分子量Mnで除した値(分子量分布:Mw/Mn)は、好ましくは2以上である。   The value (molecular weight distribution: Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight Mw of the polymer compound of the present embodiment by the number average molecular weight Mn is preferably 2 or more.

<<ポリマーの用途>>
本実施形態の製造方法により得られたポリマー生成物は、有機溶剤を使用しない製法で製造される。なお、有機溶剤とは、常温(25℃)、常圧で液体である有機化合物を示し、圧縮性流体とは異なる。
<< Application of polymer >>
The polymer product obtained by the production method of this embodiment is produced by a production method that does not use an organic solvent. The organic solvent refers to an organic compound that is liquid at normal temperature (25 ° C.) and normal pressure, and is different from a compressive fluid.

本実施形態の製造方法により得られたポリマーは、例えば、粒子、フィルム、シート、成型品、繊維等に成形して、例えば、日用品、工業用資材、農業用品、衛生資材、医薬品、化粧品、電子写真用トナー、包装材料、電気機器材料、家電筐体、自動車材料等の用途に幅広く用いられる。   The polymer obtained by the production method of the present embodiment is formed into, for example, particles, films, sheets, molded products, fibers, etc., for example, daily necessities, industrial materials, agricultural products, sanitary materials, pharmaceuticals, cosmetics, electronic Widely used in applications such as photographic toner, packaging materials, electrical equipment materials, home appliance housings, automotive materials.

<<実施形態の効果>>
従来のビニル基を有するモノマーのラジカル重合法では、溶剤を用いて溶液重合する場合は、溶剤を除去する工程が必要であること、また、溶融重合では反応進行に伴う粘度増加によって、得られるポリマー組成物の重合度に制限があることから生産性が低い。即ち、従来のいずれの方法でも、工程の増加や、収率低下によるコストアップが避けられない。本実施形態の重合方法によると、圧縮性流体の供給量を制御することなどにより、低コスト、低環境負荷、省エネルギー、省資源の点で優れ、成形加工性、熱安定性に優れたポリマーの提供が可能となる。
<< Effects of Embodiment >>
In the conventional radical polymerization of monomers having a vinyl group, when solution polymerization is performed using a solvent, a process for removing the solvent is necessary, and in melt polymerization, a polymer obtained by increasing the viscosity as the reaction proceeds. Productivity is low because the degree of polymerization of the composition is limited. That is, in any conventional method, an increase in the process and an increase in cost due to a decrease in yield are inevitable. According to the polymerization method of this embodiment, by controlling the supply amount of the compressive fluid, it is excellent in terms of low cost, low environmental load, energy saving, resource saving, and excellent in processability and thermal stability. Provision is possible.

また、本実施形態の製造方法によると以下の効果を奏する。
(1)従来の製造方法により融点以上の溶融状態でビニル基を有する付加重合性モノマーを重合させる場合と比較して、系内の粘度を低減させることによって、重合率を上げることが可能となり、生産効率が高くなる。
粘度が下がることで発熱も制御しやすくなり連鎖移動の少ない圧縮流体を選択することで、高分子量化もしやすい。
(2)ビニル基を有する付加重合性モノマーのラジカル重合において、比較的低温(生成するポリマーの融点およびまたは軟化点以下)、かつ、高濃度(バルク状態での反応になるため)での反応のため、短時間でポリマーを得ることができる。
(3)重合系内の温度、圧力を制御し、圧縮性流体の供給量を制御することで、重合速度と重合効率(重合系に占めるポリマーの割合)の両立を図ることが可能となる。
Moreover, according to the manufacturing method of this embodiment, there exist the following effects.
(1) The polymerization rate can be increased by reducing the viscosity in the system as compared with the case of polymerizing an addition polymerizable monomer having a vinyl group in a molten state above the melting point by a conventional production method, Production efficiency is increased.
Decreasing the viscosity makes it easier to control the heat generation, and selecting a compressed fluid with less chain movement makes it easy to increase the molecular weight.
(2) In radical polymerization of an addition polymerizable monomer having a vinyl group, the reaction at a relatively low temperature (below the melting point and / or softening point of the polymer to be formed) and at a high concentration (because it becomes a reaction in a bulk state). Therefore, a polymer can be obtained in a short time.
(3) By controlling the temperature and pressure in the polymerization system and controlling the supply amount of the compressive fluid, it is possible to achieve both the polymerization rate and the polymerization efficiency (the ratio of the polymer in the polymerization system).

また、本発明は下記の[1]のポリマーの製造方法に係るものであるが、次の[2]〜[6]も実施の形態として含む。
[1]重合反応装置を用いて、ビニル結合を有するモノマーと、圧縮性流体とを下記式(1)の関係を満たす混合比で、接触させて前記ビニル結合を有するモノマーを溶融または溶解させた後に、開始剤の存在下、前記ビニル結合を有するモノマーを付加重合させ、得られたポリマーを重合反応装置から排出することを特徴とするポリマーの製造方法。

Figure 2016089030
[2]前記重合反応装置が連続式重合反応装置であり、前記ポリマーを前記連続式重合反応装置から連続的に排出することを特徴とする上記[1]に記載のポリマーの製造方法。
[3]前記圧縮性流体は、二酸化炭素、または炭化水素を含有することを特徴とする上記[1]または[2]に記載のポリマーの製造方法。
[4]前記重合反応装置における重合率が60%以上95%以下であり、前記ポリマーの重量平均分子量が30万以上であることを特徴とする上記[1]乃至[3]のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。
[5]前記ビニル結合を有するモノマーが側鎖にエステル基を有するモノマーであることを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。
[6]重合反応装置の反応容器内における平均滞留時間が15分〜180分であることを特徴とする[1]乃至[5]のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。 Moreover, although this invention concerns on the manufacturing method of the polymer of following [1], following [2]-[6] is also included as embodiment.
[1] Using a polymerization reactor, the monomer having a vinyl bond and the compressive fluid were brought into contact with each other at a mixing ratio satisfying the relationship of the following formula (1) to melt or dissolve the monomer having the vinyl bond. A method for producing a polymer, wherein the monomer having a vinyl bond is subjected to addition polymerization in the presence of an initiator, and the obtained polymer is discharged from a polymerization reaction apparatus.
Figure 2016089030
[2] The method for producing a polymer according to [1], wherein the polymerization reaction apparatus is a continuous polymerization reaction apparatus, and the polymer is continuously discharged from the continuous polymerization reaction apparatus.
[3] The method for producing a polymer according to the above [1] or [2], wherein the compressive fluid contains carbon dioxide or hydrocarbon.
[4] The polymerization rate in the polymerization reaction apparatus is 60% or more and 95% or less, and the weight average molecular weight of the polymer is 300,000 or more. A process for producing the polymer described in 1.
[5] The method for producing a polymer according to any one of [1] to [4], wherein the monomer having a vinyl bond is a monomer having an ester group in a side chain.
[6] The method for producing a polymer according to any one of [1] to [5], wherein an average residence time in the reaction vessel of the polymerization reaction apparatus is 15 minutes to 180 minutes.

以下、実施例及び比較例を示して本実施形態を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、実施例及び比較例で得られたポリマーの分子量、分子量分布、重合率は次のようにして求めた。   Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. The molecular weight, molecular weight distribution, and polymerization rate of the polymers obtained in Examples and Comparative Examples were determined as follows.

<ポリマーの分子量測定>
GPC(Gel Permeation Chromatography)により以下の条件で測定した。
・装置:GPC−8020(東ソー社製)
・カラム:TSK G2000HXL及びG4000HXL(東ソー社製)
・温度:40℃
・溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
・流速:1.0mL/分
濃度0.5質量%のポリマーを1mL注入し、上記の条件で測定したポリマーの分子量分布から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用してポリマーの数平均分子量Mn、重量平均分子量Mwを算出した。分子量分布はMwをMnで除した値(Mw/Mn)である。
<重合率>
残存するモノマー量の測定は、ポリマーとモノマーのピーク面積比から算出した。
重合率(%)=ポリマー面積比/(ポリマー面積比+モノマー面積比)×100
<Measurement of molecular weight of polymer>
Measurement was performed by GPC (Gel Permeation Chromatography) under the following conditions.
-Equipment: GPC-8020 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSK G2000HXL and G4000HXL (manufactured by Tosoh Corporation)
・ Temperature: 40 ℃
・ Solvent: THF (tetrahydrofuran)
Flow rate: 1.0 mL / min 1 mL of a polymer having a concentration of 0.5% by mass is injected, and the number of polymers is calculated using a molecular weight calibration curve prepared by a monodisperse polystyrene standard sample from the molecular weight distribution of the polymer measured under the above conditions. The average molecular weight Mn and the weight average molecular weight Mw were calculated. The molecular weight distribution is a value obtained by dividing Mw by Mn (Mw / Mn).
<Polymerization rate>
The amount of remaining monomer was calculated from the peak area ratio between the polymer and the monomer.
Polymerization rate (%) = polymer area ratio / (polymer area ratio + monomer area ratio) × 100

〔実施例1〕
図3の重合反応装置200を用いて、メチルメタクリレート(MMA)の重合を行った。
なお、1/4インチのSUS316の配管をバルブ(24、29)に挟んで添加ポット25として使用した。添加ポット25には、予め重禁剤を除去したMMA2質量部にラジカル開始剤としてAIBN0.4質量部、連鎖移動剤としてn−オクチルメルカプタン0.4質量部を充填した。
反応容器27にはMMA98質量部を加えた。
[Example 1]
Polymerization of methyl methacrylate (MMA) was performed using the polymerization reaction apparatus 200 of FIG.
A 1/4 inch SUS316 pipe was sandwiched between valves (24, 29) and used as the addition pot 25. The addition pot 25 was charged with 0.4 parts by mass of AIBN as a radical initiator and 0.4 parts by mass of n-octyl mercaptan as a chain transfer agent in 2 parts by mass of MMA from which the heavy inhibitor was previously removed.
To the reaction vessel 27, 98 parts by mass of MMA was added.

計量ポンプ22を作動させ、バルブ(23,26)を開放することにより、タンク21に貯蔵された二酸化炭素を、添加ポット25を経由せずに反応容器27に供給した。反応容器27内温度を120℃とし、その時の圧力が15MPaになるまで二酸化炭素を充填した。これにより、メタクリル酸メチルと圧縮性流体としての二酸化炭素とを接触させてメタクリル酸メチルを可塑化させた。
続いて、添加ポット25を二酸化炭素で加圧を行い、反応容器27の圧力(15MPa)以上に到達時点で、バルブ(24,29)を開き、添加ポット25内のラジカル開始剤、連鎖移動剤を、反応容器27内に供給し、重合を開始した。2時間の反応終了後、バルブ28を開放し、反応容器27内のポリマー生成物を取り出した。このポリマー生成物(PMMA)について前述の方法で求めた重量平均分子量、分子量分布、残存モノマー量を表1に示す。
By operating the metering pump 22 and opening the valves (23, 26), the carbon dioxide stored in the tank 21 was supplied to the reaction vessel 27 without going through the addition pot 25. The temperature in the reaction vessel 27 was 120 ° C., and carbon dioxide was charged until the pressure at that time was 15 MPa. Thereby, methyl methacrylate was brought into contact with carbon dioxide as a compressive fluid to plasticize methyl methacrylate.
Subsequently, the addition pot 25 is pressurized with carbon dioxide, and when reaching the pressure of the reaction vessel 27 (15 MPa) or more, the valves (24, 29) are opened, and the radical initiator and chain transfer agent in the addition pot 25 are opened. Was fed into the reaction vessel 27 to initiate polymerization. After the reaction for 2 hours, the valve 28 was opened, and the polymer product in the reaction vessel 27 was taken out. Table 1 shows the weight average molecular weight, molecular weight distribution, and residual monomer amount obtained by the above-described method for this polymer product (PMMA).

〔実施例2、3〕
表1−1に示すとおり、反応温度を変更した以外は、実施例1と同様の操作をおこなった。
〔実施例4、5〕
表1−1に示すとおり、反応時間を変更した以外は、実施例1と同様の操作をおこなった。
〔実施例6、7〕
表1−1に示すとおり、反応圧力を変更した以外は、実施例1と同様の操作をおこなった。
〔実施例8、9〕
表1−2に示すとおり、[モノマー/ラジカル開始剤]を変更した以外は、実施例1と同様の操作をおこなった。
〔実施例10、11〕
表1−2に示すとおり、ラジカル開始剤種を変更した以外は、実施例1と同様の操作をおこなった。
〔実施例12〜14〕
表1−2に示すとおり、モノマーを変更した以外は、実施例1と同様の操作をおこなった。
[Examples 2 and 3]
As shown in Table 1-1, the same operation as in Example 1 was performed except that the reaction temperature was changed.
[Examples 4 and 5]
As shown in Table 1-1, the same operation as in Example 1 was performed except that the reaction time was changed.
[Examples 6 and 7]
As shown in Table 1-1, the same operation as in Example 1 was performed except that the reaction pressure was changed.
[Examples 8 and 9]
As shown in Table 1-2, the same operation as in Example 1 was performed except that [monomer / radical initiator] was changed.
[Examples 10 and 11]
As shown in Table 1-2, the same operation as in Example 1 was performed except that the radical initiator type was changed.
[Examples 12 to 14]
As shown in Table 1-2, the same operation as in Example 1 was performed except that the monomer was changed.

〔実施例15〕
図4の重合反応装置100を用いて、メチルメタクリレートの重合を行った。重合反応装置100の構成を示す。
タンク1,計量フィーダー2:日本精密社製 プランジャーポンプNP−S462
タンク1には、あらかじめ重合禁止剤を除去したメチルメタクリレート(25℃)を充填した。
タンク3,計量フィーダー4 : 本実施例では使用しなかった。
タンク5,計量ポンプ6 : 本実施例では使用しなかった。
タンク7 : 圧縮性流体ボンベ
二酸化炭素を充填した。
タンク11,計量ポンプ12 : 日本分光社製 インテリジェントHPLCポンプ (PU−2080)
タンク11には重合禁止剤を除去したMMA2質量部にラジカル開始剤としてAIBN0.4質量部、連鎖移動剤としてn−オクチルメルカプタン0.4質量部を充填した。
混合装置9 : 互いに噛み合うスクリューを取付けた二軸攪拌装置
シリンダー内径 30mm
シリンダー設定温度 150℃
二軸同方向回転
回転速度 30rpm
反応容器13 : 二軸混練機
シリンダー内径 40mm
シリンダー設定温度 原材料供給部150℃ 先端部150℃
二軸同方向回転
回転速度 60rpm
Example 15
Polymerization of methyl methacrylate was performed using the polymerization reaction apparatus 100 of FIG. The structure of the polymerization reaction apparatus 100 is shown.
Tank 1, metering feeder 2: Plunger pump NP-S462 made by Nippon Seimitsu Co., Ltd.
The tank 1 was filled with methyl methacrylate (25 ° C.) from which the polymerization inhibitor had been removed in advance.
Tank 3, weighing feeder 4: Not used in this example.
Tank 5, metering pump 6: Not used in this example.
Tank 7: Compressible fluid cylinder
Filled with carbon dioxide.
Tank 11 and metering pump 12: Intelligent HPLC pump (PU-2080) manufactured by JASCO Corporation
The tank 11 was charged with 0.4 parts by mass of AIBN as a radical initiator and 0.4 parts by mass of n-octyl mercaptan as a chain transfer agent in 2 parts by mass of MMA from which the polymerization inhibitor had been removed.
Mixing device 9: Biaxial stirring device with screws that mesh with each other
Cylinder inner diameter 30mm
Cylinder set temperature 150 ℃
2-axis rotation in the same direction
Rotation speed 30rpm
Reaction vessel 13: biaxial kneader
Cylinder inner diameter 40mm
Cylinder set temperature Raw material supply part 150 ℃ Tip part 150 ℃
2-axis rotation in the same direction
Rotation speed 60rpm

混合装置9の二軸攪拌装置および反応容器13の二軸混練機を上記の設定条件で作動させる。計量フィーダー2は、タンク1内のメタクリレートを二軸攪拌装置の容器内に定量供給する。計量ポンプ8は、タンク7より圧縮性流体としての二酸化炭素を二軸攪拌装置の容器内の圧力が15MPaとなるように供給する。これにより、二軸攪拌装置のスクリューにより、各タンク(1,7)から供給されたメチルメタクリレート100質量%に対し、10質量%の圧縮性流体を連続的に接触、および混合させるとともに、各原材料を溶解させる。   The biaxial agitator of the mixing device 9 and the biaxial kneader of the reaction vessel 13 are operated under the above set conditions. The metering feeder 2 quantitatively supplies the methacrylate in the tank 1 into the container of the biaxial stirring device. The metering pump 8 supplies carbon dioxide as a compressive fluid from the tank 7 so that the pressure in the container of the biaxial stirring device is 15 MPa. Thus, 10% by mass of compressible fluid is continuously brought into contact with and mixed with 100% by mass of methyl methacrylate supplied from each tank (1, 7) by the screw of the biaxial agitator, and each raw material Dissolve.

混合装置9であらかじめ調整したメチルメタクリレートは、送液ポンプ10によって反応容器13に送液される。計量ポンプ12は、タンク11の重合触媒としてのAIBNをメチルメタクリレートに対し0.50モル%となるように反応容器13としての二軸混練機の原材料供給孔へ供給し、メチルメタクリレートを重合した。この場合、二軸混練機内の各原材料の平均滞留時間は約3600秒(60分)とし、これを反応時間とした。二軸混練機の先端には、計量ポンプ14、及び押出口金15が取付けられている。計量ポンプ14の生成物としてのポリマー(PMMA)の送り速度は70g/minである。得られたポリマー生成物は、取り出した後に固化する。得られたポリマー生成物について上記の方法で物性値を求めた。結果を表1−3に示す。   The methyl methacrylate prepared in advance by the mixing device 9 is fed to the reaction vessel 13 by the liquid feed pump 10. The metering pump 12 supplied AIBN as a polymerization catalyst in the tank 11 to the raw material supply hole of the biaxial kneader as the reaction vessel 13 so as to be 0.50 mol% with respect to methyl methacrylate, and polymerized methyl methacrylate. In this case, the average residence time of each raw material in the twin-screw kneader was about 3600 seconds (60 minutes), and this was taken as the reaction time. A metering pump 14 and an extrusion cap 15 are attached to the tip of the biaxial kneader. The feed rate of the polymer (PMMA) as the product of the metering pump 14 is 70 g / min. The resulting polymer product solidifies after removal. The physical properties of the obtained polymer product were determined by the above method. The results are shown in Table 1-3.

〔実施例16−17〕
COの流量を表のとおり変更した以外は、実施例15と同様の操作を行った。結果を表1−3に示す。
[Examples 16-17]
The same operation as in Example 15 was performed except that the flow rate of CO 2 was changed as shown in the table. The results are shown in Table 1-3.

Figure 2016089030
Figure 2016089030

Figure 2016089030
Figure 2016089030

Figure 2016089030
Figure 2016089030

表1−1〜表1−3におけるモノマー、ラジカル開始剤、連鎖移動剤における略称は以下を示す。
OM :n−オクチルメルカプタン
ルペロックス575:
t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(アルケマ吉富)
ルペロックス531:1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン
1,1-ジ(t-アミルパーオキシ)シクロヘキサン
1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン 331
MMA:メタクリル酸メチル
MA :アクリル酸メチル
EA :アクリル酸エチル
Abbreviations in the monomers, radical initiators, and chain transfer agents in Table 1-1 to Table 1-3 are as follows.
OM: n-octyl mercaptan Luperox 575:
t-Amylperoxy-2-ethylhexanoate (Arkema Yoshitomi)
Luperox 531: 1,1-di (t-butylperoxy) cyclohexane
1,1-di (t-amylperoxy) cyclohexane
1,1-di (t-butylperoxy) cyclohexane 331
MMA: Methyl methacrylate MA: Methyl acrylate EA: Ethyl acrylate

1,3,5,7,11 タンク
2,4 計量フィーダー
6,8,12,14 計量ポンプ
9 混合装置
9a,9b,9c,9d 導入口
10 送液ポンプ
13 反応容器
13a,13b 導入口
15 押出口金
21 タンク
22 計量ポンプ
25 添加ポット
27 反応容器
23、24、26、28、29 バルブ
30 配管
30a、30b 継手
100 重合反応装置
100a 供給ユニット
100b 重合反応装置本体
200 重合反応装置
1, 3, 5, 7, 11 Tank 2, 4 Metering feeder 6, 8, 12, 14 Metering pump 9 Mixing device 9a, 9b, 9c, 9d Inlet 10 Feed pump 13 Reaction vessel 13a, 13b Inlet 15 Push Outlet gold 21 Tank 22 Metering pump 25 Addition pot 27 Reaction vessel 23, 24, 26, 28, 29 Valve 30 Pipe 30a, 30b Joint 100 Polymerization reaction apparatus 100a Supply unit 100b Polymerization reaction apparatus body 200 Polymerization reaction apparatus

特開昭54−149788号公報JP 54-149788 A 特開平3−111408号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-111408 特開2006−188612号公報JP 2006-188612 A

Claims (6)

重合反応装置を用いて、ビニル結合を有するモノマーと、圧縮性流体とを下記式(1)の関係を満たす混合比で、接触させて前記ビニル結合を有するモノマーを溶融または溶解させた後に、開始剤の存在下、前記ビニル結合を有するモノマーを付加重合させ、得られたポリマーを重合反応装置から排出することを特徴とするポリマーの製造方法。
Figure 2016089030
Using a polymerization reactor, the monomer having a vinyl bond and the compressive fluid are brought into contact at a mixing ratio satisfying the relationship of the following formula (1) to melt or dissolve the monomer having the vinyl bond. A method for producing a polymer, comprising subjecting a monomer having a vinyl bond to addition polymerization in the presence of an agent, and discharging the obtained polymer from a polymerization reactor.
Figure 2016089030
前記重合反応装置が連続式重合反応装置であり、前記ポリマーを前記連続式重合反応装置から連続的に排出することを特徴とする請求項1に記載のポリマーの製造方法。   The method for producing a polymer according to claim 1, wherein the polymerization reaction apparatus is a continuous polymerization reaction apparatus, and the polymer is continuously discharged from the continuous polymerization reaction apparatus. 前記圧縮性流体は、二酸化炭素、または炭化水素を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のポリマーの製造方法。   The method for producing a polymer according to claim 1, wherein the compressive fluid contains carbon dioxide or hydrocarbon. 前記重合反応装置における重合率が60%以上95%以下であり、前記ポリマーの重量平均分子量が30万以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。   The polymer production according to any one of claims 1 to 3, wherein a polymerization rate in the polymerization reaction apparatus is 60% or more and 95% or less, and a weight average molecular weight of the polymer is 300,000 or more. Method. 前記ビニル結合を有するモノマーが側鎖にエステル基を有するモノマーであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。   The method for producing a polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the monomer having a vinyl bond is a monomer having an ester group in a side chain. 重合反応装置の反応容器内における平均滞留時間が15分〜180分であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のポリマーの製造方法。   The method for producing a polymer according to any one of claims 1 to 5, wherein an average residence time in the reaction vessel of the polymerization reactor is 15 minutes to 180 minutes.
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