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JPH0753764B2 - Polymerization method of vinyl monomer - Google Patents

Polymerization method of vinyl monomer

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Publication number
JPH0753764B2
JPH0753764B2 JP7172886A JP7172886A JPH0753764B2 JP H0753764 B2 JPH0753764 B2 JP H0753764B2 JP 7172886 A JP7172886 A JP 7172886A JP 7172886 A JP7172886 A JP 7172886A JP H0753764 B2 JPH0753764 B2 JP H0753764B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymerization
plasma
container
vinyl monomer
torr
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP7172886A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62227905A (en
Inventor
昌之 葛谷
徹 河口
泰吉 柳原
Original Assignee
ト−メ−産業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ト−メ−産業株式会社 filed Critical ト−メ−産業株式会社
Priority to JP7172886A priority Critical patent/JPH0753764B2/en
Publication of JPS62227905A publication Critical patent/JPS62227905A/en
Publication of JPH0753764B2 publication Critical patent/JPH0753764B2/en
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  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は公知のプラズマ開始重合法の重合機構解明に関
する研究から誘導されたビニルモノマーの新規な重合法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a novel polymerization method for vinyl monomers, which is derived from the research on the elucidation of the polymerization mechanism of the known plasma-initiated polymerization method.

[従来の技術およびその問題点] 特開昭54−118483号には非蒸気相(液体または固体)の
モノマー、とりわけメチルメタクリレートを当該モノマ
ーのイオン化ガスプラズマと接触させて重合を開始した
後、プラズマとの接触を停止し、後重合せしめるプラズ
マ開始重合法が開示されている。
[Prior Art and its Problems] JP-A-54-118483 discloses that a non-vapor phase (liquid or solid) monomer, especially methyl methacrylate, is contacted with an ionized gas plasma of the monomer to initiate polymerization, A plasma-initiated polymerization method is disclosed in which contact with and termination of post-polymerization is carried out.

この方法においては、重合させようとするモノマーのイ
オン化ガスプラズマを非蒸気相にある当該モノマーに接
触させ、上記プラズマと非蒸気相モノマー相との界面に
活性重合座席を生ぜしめることにより、モノマーの重合
反応を励起させ、しかるのちにプラズマ不存在下におい
て後重合せしめるものであり、プラズマガスを重合反応
を開始させるためだけの一種の重合開始剤として機能さ
せる点で、一連の重合反応をプラズマの存在下において
行なう、通常のプラズマ重合法とは全く異なる重合法で
ある。
In this method, the ionized gas plasma of the monomer to be polymerized is brought into contact with the monomer in the non-vapor phase to generate an active polymerization seat at the interface between the plasma and the non-vapor phase monomer phase, thereby The polymerization reaction is excited and then post-polymerized in the absence of plasma, and in that the plasma gas functions as a kind of polymerization initiator only for initiating the polymerization reaction, the series of polymerization reactions is It is a completely different polymerization method from the usual plasma polymerization method performed in the presence.

本発明者らは先に特開昭59−62603号明細書で、上記プ
ラズマ開始重合においてイオン化ガスプラズマ中に存在
するアリルラジカルが、重合用ビニルモノマー中での活
性重合座席の生成に深く関与していることを述べるとと
もに、かかるプラズマ開始重合法の機構解明から、重合
用ビニルモノマーと異種の化合物のイオン化ガスプラズ
マであっても、当該プラズマ中にアリルラジカルを含ん
でおれば、当該イオン化ガスプラズマを重合用ビニルモ
ノマーに接触せしめることにより、プラズマ開始重合を
生起せしめることができ、重合用ビニルモノマーとイオ
ン化ガスプラズマの種類を適切に組み合わせることによ
ってほとんどあらゆるビニルモノマーのプラズマ開始重
合を生起せしめることを開示した。
The present inventors previously disclosed in JP-A-59-62603 that the allyl radical present in the ionized gas plasma in the above plasma-initiated polymerization is deeply involved in the formation of the active polymerization seat in the vinyl monomer for polymerization. In addition, from the elucidation of the mechanism of the plasma-initiated polymerization method, even if it is an ionized gas plasma of a compound different from the vinyl monomer for polymerization, if the plasma contains an allyl radical, the ionized gas plasma It is possible to induce plasma-initiated polymerization by contacting the vinyl monomer for polymerization with the vinyl monomer for polymerization, and it is possible to induce plasma-initiated polymerization of almost any vinyl monomer by appropriately combining the type of vinyl monomer for polymerization and the type of ionized gas plasma. Disclosed.

しかし、上記従来技術においてはなぜにイオン化ガスプ
ラズマ中に生成したアリルラジカルなどのラジカル種
が、当該ガスポリマーの供給停止後においてもその長寿
命性を維持し、重合開始活性種として機能し続けること
ができるのかということが依然として大きな疑問点とし
て残っており、このことがプラスズマ開始重合の工業的
応用の途を阻む一つの大きな要因となっていた。
However, in the above-mentioned conventional technique, the radical species such as allyl radicals generated in the ionized gas plasma maintain their long life even after the supply of the gas polymer is stopped, and continue to function as the polymerization initiation active species. It still remains a big question, and this was one of the major factors that hinder the industrial application of plasma-initiated polymerization.

そこで本発明者らは、上記の疑問点を検討する一環とし
て、プラズマ化によって重合開始活性種を生成する有機
化合物である、イソ酪酸メチルのプラズマガスにより処
理されたガラス製担体をスピントラッピング剤の存在下
にてESRスペクトルを測定した結果、あきらかに有機ラ
ジカル種の存在が示され、さらにその有機ラジカル種は
経時的に増加してくることが示された。
Therefore, as part of the investigation of the above-mentioned questions, the inventors of the present invention, an organic compound that generates a polymerization initiation active species by plasmaization, a glass carrier treated with a plasma gas of methyl isobutyrate as a spin trapping agent. As a result of measuring the ESR spectrum in the presence, it was clearly shown that the organic radical species existed, and that the organic radical species increased with time.

すなわち、低分子量有機化合物のプラズマガス中に発生
するプラズマ開始重合活性ラジカル種は、ガラス製反応
管表面に形成される極超薄膜中に捕捉安定化され、当該
ラジカル種は、溶媒あるいは重合用ビニルモノマーと接
触することによって有機薄膜から徐々に遊離され、プラ
ズマ開始重合の開始、および後重合が効率よく長時間進
行することを報告してきた(日本化学会誌1985年第6号
1007頁)。
That is, the plasma-initiated polymerization active radical species generated in the plasma gas of the low molecular weight organic compound are trapped and stabilized in the ultra-thin film formed on the surface of the glass reaction tube, and the radical species are solvent or polymerization vinyl. It has been reported that contact with a monomer causes it to be gradually released from the organic thin film, and initiation of plasma-initiated polymerization and post-polymerization proceed efficiently for a long time (Journal of the Chemical Society of Japan, No. 6, 1985).
1007).

また、該極超薄膜が示す重合開始剤触媒機構のメカニズ
ムについて積極的に検討したところ、そのメカニズムは
気相から固体表面に直接成膜するというプラズマ反応特
有の乾式成膜法のため、膜中の歪みをもった弱い化学結
合部位が存在し、溶媒の作用によって結合破断が起こ
り、溶液中に高分子膜小片が溶出し、さらにモノマーと
の接触下で結合破断が継続するため、生成するラジカル
部位によって重合が開始するものと提案してきた。
In addition, when the mechanism of the catalyst mechanism of the polymerization initiator exhibited by the ultra-thin film was positively investigated, the mechanism was a dry film formation method peculiar to the plasma reaction in which the film was formed directly from the gas phase on the solid surface. There is a weak chemical bond site with the strain of, the bond breaks due to the action of the solvent, the small pieces of the polymer film elute in the solution, and the bond break continues under the contact with the monomer. It has been proposed that the polymerization is initiated depending on the site.

しかしながら、該重合法においてはプラズマ化有機気体
と後重合で用いる溶媒、およびモノマーの構造の組合せ
選択が重合の成否の鍵となり、有効使用できる溶媒とモ
ノマーは必然的に制約が加わり、かつ重合効率に制限が
加わるという欠点がある。
However, in the polymerization method, the combination selection of the plasma organic gas, the solvent used in the post-polymerization, and the structure of the monomer is the key to the success or failure of the polymerization, and the solvent and the monomer that can be effectively used are necessarily restricted, and the polymerization efficiency is high. Has the drawback of being restricted.

そこで本発明者らは生成する薄膜にメカノケミカル処理
を施こしてメカノケミカル因子を課し、結合破断が容易
な弱い化合結合部位をより多く、再生あるいは発生させ
れば、遊離ラジカル部位が増大し、重合反応が促進され
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
Therefore, the present inventors subject the thin film produced to mechanochemical treatment to impose a mechanochemical factor to increase the number of weak chemical bond sites where bond rupture is easy, and the number of free radical sites increases when regenerated or generated. The inventors have found that the polymerization reaction is promoted and have completed the present invention.

[問題点を解決するための手段] すなわち、本発明は有機化合物の非平衡プラズマガスで
処理したガラス製担体を重合用ビニルモノマーに接触さ
せることにより当該ビニルモノマーの重合を開始せしめ
る際に、メカノケミカル処理を施すことを特徴とするビ
ニルモノマーの重合法を提供するものである。
[Means for Solving Problems] That is, according to the present invention, when a glass carrier treated with a non-equilibrium plasma gas of an organic compound is brought into contact with a vinyl monomer for polymerization to initiate polymerization of the vinyl monomer, The present invention provides a method for polymerizing a vinyl monomer, which is characterized in that it is subjected to a chemical treatment.

[作用および実施例] 本発明に用いる非平衡プラズマガスを生成させるための
プラズマ化化合物としては、当該プラズマ化化合物のイ
オン化ガスプラズマ中にプラズマ開始重合活性ラジカル
種である炭化水素系ラジカル種、たとえば、アリリック
ラジカル、ビニルラジカルなどの不飽和アルキルラジカ
ル種、飽和アルキルラジカル種などを発生する化合物で
あればよく、これには通常の有機化合物が該当する。さ
らに具体的にあげれば、たとえば酪酸メチル、イソ酪酸
メチル、メチルメタクリレートなどのエステル化合物;
プロペンテトラマー、n−ヘキサンなどのパラフィン系
炭化水素;1,5−ヘキサジエン、4−メチル−1−ペンテ
ンなどのオレフィン系炭化水素;3−ヒドロキシ−3−メ
チム−2−ブタノン;ベンゼン、スチレンなどの芳香族
系炭化水素などの各種有機化合物があげられ、これらの
うち1種もしくは2種以上混合してプラズマ化する。な
かでもプラズマ化しやすい低分子量有機化合物が好まし
く、さらには、プラズマ放電時間の短くてすむ不飽和基
含有有機化合物を含むことが好ましい。
[Operations and Examples] As the plasma-enhancing compound for generating the non-equilibrium plasma gas used in the present invention, a hydrocarbon radical species which is a plasma-initiated polymerization active radical species in the ionized gas plasma of the plasma-enhancing compound, for example, Compounds that generate unsaturated alkyl radical species such as aryl radicals and vinyl radicals, saturated alkyl radical species, and the like, and include ordinary organic compounds. More specifically, for example, ester compounds such as methyl butyrate, methyl isobutyrate and methyl methacrylate;
Propene tetramers, paraffin hydrocarbons such as n-hexane; olefin hydrocarbons such as 1,5-hexadiene and 4-methyl-1-pentene; 3-hydroxy-3-methim-2-butanone; benzene, styrene, etc. Examples include various organic compounds such as aromatic hydrocarbons, and one kind or two or more kinds thereof are mixed to generate plasma. Among them, a low molecular weight organic compound that is easily turned into plasma is preferable, and further, an unsaturated group-containing organic compound that requires a short plasma discharge time is preferably contained.

本発明で用いる重合用ビニルモノマーとしては、通常の
ビニルモノマーがあげられ、具体的には、たとえばメチ
ルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルメタク
リレート、エチルアクリレート、プロピルメタクリレー
ト、プロピルアクリレート、ブチルメタクリレート、ブ
チルアクリレート、ペンチルメタクリレート、ペンチル
アクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒド
ロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタク
リレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキ
シブチルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレー
トなどのメタクリル酸またはアクリル酸のエステル;メ
タクリル酸、アクリル酸などの重合性カルボン酸;メタ
クリルアミド、アクリルアミド、ジメチルメタクリルア
ミド、ジメチルアクリルアミド、N−ビニル−2−ピロ
リドン、スチレン、アルキルスチレンなどのビニルモノ
マーがあげられ、なかでも重合開始活性化エネルギーの
小さいメタクリレート系化合物およびアクリレート系化
合物が重合進行率の高い点などから好ましく用いられ
る。また、前記重合用ビニルモノマーは単独もしくは2
種以上混合して用いてもよく、2種以上混合して用いる
ばあいには、混合したビニルモノマーの共重合が可能で
ある。
Examples of the vinyl monomer for polymerization used in the present invention include ordinary vinyl monomers, and specifically, for example, methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl methacrylate, ethyl acrylate, propyl methacrylate, propyl acrylate, butyl methacrylate, butyl acrylate, pentyl. Methacrylic acid or acrylic acid ester such as methacrylate, pentyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate; polymerizable carboxylic acid such as methacrylic acid, acrylic acid; Methacrylamide, acrylamide, dimethylmethacrylamide, dimethylacetate Examples thereof include vinyl monomers such as rilamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, styrene, and alkylstyrene. Among them, methacrylate compounds and acrylate compounds having a small polymerization initiation activation energy are preferably used because of their high polymerization progress rate. . The vinyl monomer for polymerization may be used alone or
One or more kinds may be mixed and used, and when two or more kinds are mixed and used, copolymerization of the mixed vinyl monomers is possible.

本発明で用いるガラス製担体については、ケイ素系無機
化合物製のものであればよく、通常の無機ガラス、硬質
ガラス、耐熱性ガラス、石英ガラスであれば効率よく重
合を開始することができる。また形状などについては、
繊維状、板状、シート状、円筒状、ブロック状、球状、
綿状あるいは所望の成形品を成形しうる前記重合用ビニ
ルモノマーの重合用鋳型あるいは容器であってもよい。
The glass carrier used in the present invention may be made of a silicon-based inorganic compound, and ordinary inorganic glass, hard glass, heat resistant glass, and quartz glass can efficiently initiate polymerization. For the shape,
Fibre, plate, sheet, cylinder, block, sphere,
It may be a cotton mold or a polymerization mold or container for the above-mentioned vinyl monomer for polymerization capable of molding a desired molded article.

本発明の有機化合物の非平衡プラズマガスを発生させる
ためのプラズマ放電の緒条件は、本発明の限定用件では
ないが、通常、プラズマ化させる化合物のガス雰囲気
下、圧力約0.001〜20Torr、好ましくは0.01〜2Torr、電
力約5〜200W、好ましくは約10〜120W、放電時間数秒〜
数十分の範囲に設定すればよい。周波数に関しては制限
はなく、直流からマイクロ波まで可能であり、たとえば
13.56MHzのラジオ周波数の市販のプラズマ発生装置を用
いて印加することもできる。電極としては、外部または
内部平衡電極板あるいはコイル状電極を用いることがで
きる。
The conditions of the plasma discharge for generating the non-equilibrium plasma gas of the organic compound of the present invention are not limited requirements of the present invention, but usually, in a gas atmosphere of the compound to be plasmaized, the pressure is about 0.001 to 20 Torr, preferably Is 0.01 to 2 Torr, power is about 5 to 200 W, preferably about 10 to 120 W, discharge time is several seconds to
It may be set within a range of several tens of minutes. There is no limit on the frequency, and it is possible from direct current to microwave, for example
It can also be applied using a commercially available plasma generator with a radio frequency of 13.56 MHz. An external or internal balanced electrode plate or a coil-shaped electrode can be used as the electrode.

本発明で用いるメカノケミカル処理は短時間の超音波照
射あるいは非反応性プラズマの短時間照射、さらには、
非反応性プラズマの短時間照射と短時間の超音波照射を
組み合わせたものであり、非平衡プラズマの作用により
生成した極超薄膜をメカノケミカル処理により破壊させ
て、極超薄膜中に捕捉安定化されているプラズマ開始重
合活性ラジカル種を遊離させる作用を有する。
The mechanochemical treatment used in the present invention is short-time ultrasonic irradiation or non-reactive plasma short-time irradiation, and further,
This is a combination of short-time irradiation of non-reactive plasma and ultrasonic irradiation for a short time, and the ultra-thin film generated by the action of non-equilibrium plasma is destroyed by mechanochemical treatment and trapped and stabilized in the ultra-thin film. It has the effect of liberating the plasma-initiated polymerization active radical species.

短時間の超音波照射としては20〜100KHzのものが好まし
く、特に容易に入手できる利点があることから、市販品
の27KHz超音波洗浄器を用いれば充分である。100KHz以
上になるとガラス容器などの破損をきたすので好ましく
ない。また照射時間は数〜数百秒間が好ましく5〜300
秒間がより好ましい。5秒以下では効果が乏しくまた30
0秒より長くなっても効果の増大が認められなくなる。
As the ultrasonic wave irradiation for a short time, those of 20 to 100 KHz are preferable, and it is sufficient to use a commercially available 27 KHz ultrasonic cleaner because there is an advantage that it can be easily obtained. If it exceeds 100 KHz, it may damage the glass container, which is not preferable. The irradiation time is preferably several to several hundreds of seconds, and preferably 5 to 300.
Seconds are more preferred. Less effective for 5 seconds or less 30
Even if the time is longer than 0 seconds, the effect will not increase.

非反応性プラズマとしては不活性ガスのプラズマを用
い、He、Ar、Neなどがあげられる。その照射時間として
は数〜数十秒で充分である。それ以外の条件は前記プラ
ズマ照射の条件と同一でよい。
As the non-reactive plasma, plasma of an inert gas is used, and He, Ar, Ne and the like can be mentioned. The irradiation time may be several to several tens of seconds. Other conditions may be the same as the plasma irradiation conditions.

本発明の好ましい実施態様においては、 方法(A): (A−1) プラズマ放電する容器を適当な圧力に減圧
し (A−2) 前記容器内に有機化合物のガスを導入し (A−3) 前記容器の一部または全部をプラズマ放電
し (A−4) 前記容器内を常圧に戻した後にモノマーを
入れ減圧して密封し (A−5) 一定時間、超音波照射後 (A−6) 数〜数百時間、適当な温度で放置して重合
を完結させる、 方法(B): (B−1) プラズマ放電する容器を適当な圧力に減圧
し (B−2) 前記容器内に有機化合物のガスを導入し (B−3) 前記容器の一部または全部をプラズマ放電
し (B−4) 前記容器内を常圧に戻した後に再び容器内
を適当な圧力に減圧し (B−5) 前記容器内に不活性ガスを導入し (B−6) 前記容器の一部または全部をプラズマ放電
し (B−7) 前記容器内を常圧に戻した後にモノマーを
入れ減圧して密封し (B−8) 数〜数百時間、適当な温度で放置して重合
を完結させる、 方法(C): (C−1)〜(C−7):(B−1)〜(B−7)と同
じ (C−8) 一定時間、超音波照射後 (C−9) 数〜数百時間、適当な温度で放置して重合
を完結させる、 などがある。
In a preferred embodiment of the present invention, method (A): (A-1) depressurizing a container for plasma discharge to an appropriate pressure (A-2) introducing a gas of an organic compound into the container (A-3) ) Plasma discharge of a part or all of the container (A-4) After returning the inside of the container to normal pressure, monomers are put therein and the container is depressurized and sealed (A-5) After ultrasonic irradiation for a certain period of time (A- 6) The polymerization is completed by leaving it at a suitable temperature for several to several hundred hours. Method (B): (B-1) The pressure of the plasma discharging container is reduced to a suitable pressure (B-2) In the container Introducing a gas of an organic compound (B-3) plasma-discharging a part or all of the container (B-4) returning the inside of the container to normal pressure, and then depressurizing the inside of the container to an appropriate pressure again (B-4). -5) Inert gas is introduced into the container (B-6) Part of the container or The whole is plasma-discharged (B-7) After the inside of the container is returned to normal pressure, the monomer is put therein and the pressure is reduced and sealed (B-8) The polymerization is completed by leaving it at a suitable temperature for several to several hundred hours. Method (C): (C-1) to (C-7): same as (B-1) to (B-7) (C-8) after ultrasonic wave irradiation for a certain period of time (C-9) number to The polymerization is completed by leaving it at a suitable temperature for several hundred hours.

また方法(C)において(C−7)と(C−8)、すな
わちモノマー注入段階と、超音波照射段階を入れかえて
もよい。超音波は最初のプラズマ照射により生成した薄
膜に対して影響しているからである。
Further, in the method (C), (C-7) and (C-8), that is, the monomer injection step and the ultrasonic wave irradiation step may be exchanged. This is because the ultrasonic wave affects the thin film formed by the first plasma irradiation.

特に好ましいのは方法(C)である。Especially preferred is method (C).

また放置して重合を完結させる段階でたとえば20〜80℃
程度に加温したり紫外線を照射したりするなどしてエネ
ルギーを供給すれば、重合速度を速めることもできる。
この方法は重合性の低いモノマー、たとえばN−ビニル
−2−ピロリドンやスチレンなどを重合させるばあいに
特に有効である。
Also, at the stage of completing the polymerization by leaving it, for example, 20 to 80 ° C.
The polymerization rate can also be increased by supplying energy such as heating to a certain degree or irradiation of ultraviolet rays.
This method is particularly effective when polymerizing a low-polymerizable monomer such as N-vinyl-2-pyrrolidone or styrene.

重合系は、重合開始時では気相でも液相でもよいが、後
重合は通常液相で行なう。重合の際、溶媒を用いてもよ
いが、プラズマ照射によって生成した極超薄膜を溶解す
るものは好ましくなく、用いる非平衡プラズマガスを生
成させるための有機化合物(以下、イニシエータとい
う)によって異なる。水は殆どのイニシエータに対し溶
媒として用いることができる。そのほかイソ酪酸メチル
などがイニシエータに応じて採用される。
The polymerization system may be either a gas phase or a liquid phase at the start of the polymerization, but the post-polymerization is usually carried out in the liquid phase. A solvent may be used in the polymerization, but a solvent that dissolves an ultra-thin film generated by plasma irradiation is not preferable, and it varies depending on an organic compound (hereinafter, referred to as an initiator) for generating a non-equilibrium plasma gas to be used. Water can be used as a solvent for most initiators. In addition, methyl isobutyrate is used depending on the initiator.

以下に実施例をもって本発明をさらに説明するが、本発
明は実施例のみに限定されるものではない。
The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

実施例1(方法A) 内容量50mlのガラス製容器を0.001Torrまで減圧し、有
機化合物(イニシエータ)としてベンゼン(以下、「B
z」と略す)の蒸気を容器内の圧力が0.5Torrとなるまで
導入し密封した。
Example 1 (Method A) A glass container having an inner volume of 50 ml was depressurized to 0.001 Torr, and benzene (hereinafter referred to as “B” as an organic compound (initiator)).
(abbreviated as “z”) vapor was introduced until the pressure inside the container reached 0.5 Torr, and the container was sealed.

この容器全体を50Wで60秒間プラズマ放電処理した。容
器を密封したのち重合用ビニルモノマーとしてアクリル
酸の50重量%水溶液(以下、この水溶液を「AA」とい
う)1.0gを入れ、ドライアイス−アセトン系の寒剤(以
下、D−A寒剤という)で冷却して0.001Torrに減圧し
て密封し、10分間超音波照射(27KHz、150W)を施こ
し、65℃で30分間放置して後重合を行なった。えられた
ポリマーの収率は8.08%であり重合反応速度は3.12×10
-4(M/・sec)であった。
The entire container was subjected to plasma discharge treatment at 50 W for 60 seconds. After sealing the container, add 1.0 g of a 50 wt% aqueous solution of acrylic acid as a vinyl monomer for polymerization (hereinafter, this aqueous solution is referred to as "AA"), and use a dry ice-acetone-based cryogen (hereinafter, DA cryogen). After cooling, the pressure was reduced to 0.001 Torr, the container was sealed, ultrasonic irradiation (27 KHz, 150 W) was applied for 10 minutes, and the mixture was left at 65 ° C. for 30 minutes to carry out post-polymerization. The yield of the obtained polymer was 8.08% and the polymerization reaction rate was 3.12 × 10.
It was -4 (M / sec).

実施例2(方法B) 内容量50mlのガラス製容器を0.001Torrまで減圧し、有
機化合物(イニシエータ)としてBzの蒸気を容器内の圧
力が0.5Torrとなるまで導入し密封した。
Example 2 (Method B) A glass container having an inner volume of 50 ml was depressurized to 0.001 Torr, and Bz vapor as an organic compound (initiator) was introduced and sealed until the pressure in the container became 0.5 Torr.

この容器全体を50Wで60秒間プラズマ放電処理した。容
器を密封したのち再び該ガラス製容器を0.001Torrまで
減圧し、Heガスを容器内の圧力が0.5Torrとなるまで導
入し密封した。
The entire container was subjected to plasma discharge treatment at 50 W for 60 seconds. After sealing the container, the glass container was again depressurized to 0.001 Torr, and He gas was introduced until the pressure in the container became 0.5 Torr and sealed.

この容器全体を50Wで5秒間プラズマ放電処理した。容
器を密封したのち重合用ビニルモノマーとしてAA1.0gを
入れD−A寒剤で冷却して0.001Torrに減圧して密封
し、65℃で30分間放置して後重合を行なった。
The entire container was subjected to plasma discharge treatment at 50 W for 5 seconds. After sealing the container, 1.0 g of AA was added as a vinyl monomer for polymerization, cooled with a DA cryogen, depressurized to 0.001 Torr and sealed, and left at 65 ° C. for 30 minutes to carry out post-polymerization.

えられたポリマーの収率は5.28%であり、重合反応速度
は2.04×10-4(M/・sec)であった。
The yield of the obtained polymer was 5.28%, and the polymerization reaction rate was 2.04 × 10 −4 (M / · sec).

実施例3(方法C) 内容量50mlのガラス製容器を0.001Torrまで減圧し、有
機化合物(イニシエータ)としてBzの蒸気を容器内の圧
力が0.5Torrとなるまで導入し密封した。
Example 3 (Method C) A glass container having an inner volume of 50 ml was depressurized to 0.001 Torr, and Bz vapor as an organic compound (initiator) was introduced and sealed until the pressure in the container became 0.5 Torr.

この容器全体を50Wで60秒間プラズマ放電処理した。容
器を密封したのち、再び該ガラス製容器を0.001Torrま
で減圧しHeガスを容器内の圧力が0.5Torrとなるまで導
入し密封した。
The entire container was subjected to plasma discharge treatment at 50 W for 60 seconds. After sealing the container, the glass container was again depressurized to 0.001 Torr, and He gas was introduced until the pressure in the container reached 0.5 Torr and sealed.

この容器全体を50Wで5秒間プラズマ放電処理した。容
器を密封したのち重合用ビニルモノマーとしてAA1.0gを
入れD−A寒剤で冷却して0.001Torrに減圧して密封
し、10分間超音波照射(27KHz、150W)を施こし、65℃
で30分間放置して後重合を行なった。
The entire container was subjected to plasma discharge treatment at 50 W for 5 seconds. After sealing the container, add 1.0 g of AA as a vinyl monomer for polymerization, cool with D-A cryogen, reduce the pressure to 0.001 Torr and seal, and subject to ultrasonic irradiation (27 KHz, 150 W) for 10 minutes at 65 ° C.
It was left for 30 minutes to carry out post-polymerization.

えられたポリマーの収率は7.62%であり、重合反応速度
は2.94×10-4(M/・sec)であった。
The yield of the obtained polymer was 7.62%, and the polymerization reaction rate was 2.94 × 10 −4 (M / · sec).

比較例1 内容量50mlのガラス製容器を0.001Torrまで減圧し、有
機化合物(イニシエータ)としてBzの蒸気を容器内の圧
力が0.5Torrとなるまで導入し密封した。
Comparative Example 1 A glass container having an internal volume of 50 ml was depressurized to 0.001 Torr, and Bz vapor as an organic compound (initiator) was introduced until the internal pressure of the container became 0.5 Torr and sealed.

この容器全体を50Wで60秒間プラズマ放電処理した。容
器を密封したのち、重合用ビニルモノマーとしてAA1.0g
を入れ、D−A寒剤で冷却して0.001Torrに減圧して密
封し、65℃で30分間放置して後重合を行なった。えられ
たポリマーの収率は4.08%であり、重合反応速度は1.57
×10-4(M/・sec)であった。
The entire container was subjected to plasma discharge treatment at 50 W for 60 seconds. After sealing the container, 1.0 g of AA as vinyl monomer for polymerization
Was charged, cooled with a DA cryogen, depressurized to 0.001 Torr and sealed, and left at 65 ° C. for 30 minutes for post-polymerization. The yield of the obtained polymer was 4.08%, and the polymerization reaction rate was 1.57.
It was × 10 -4 (M / sec).

実施例4〜20 イニシエータの種類、重合用ビニルモノマーの種類、後
重合時間、およびはじめのプラズマ照射時間を変えたほ
かは実施例1〜3のいずれかの操作と同じ操作をし、ポ
リマーをえた。それらの結果を第1表に示す。
Examples 4 to 20 Polymers were obtained by the same procedure as in Examples 1 to 3 except that the type of initiator, the type of vinyl monomer for polymerization, the post-polymerization time, and the initial plasma irradiation time were changed. . The results are shown in Table 1.

なお、実施例1と同じ操作をしたものは方法の欄に
「A」を、同様に実施例2に対応するものには方法の欄
に「B」を、実施例3に対応するものには方法の欄に
「C」を記入した。
In addition, "A" is shown in the method column for the same operation as in the first embodiment, "B" in the method column for the same as the second embodiment, and "B" in the method column for the third embodiment. "C" was entered in the method column.

比較例2〜8 イニシエータの種類、重合用ビニルモノマーの種類、後
重合時間、およびプラズマ照射時間を変えたほかは比較
例1と同じ操作をし、ポリマーをえた。それらの結果を
第1表に示す。MIBはイソ酪酸メチル、HDは1,5−ヘキサ
ジエン、Stはスチレンを表わす。
Comparative Examples 2 to 8 Polymers were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the type of initiator, the type of vinyl monomer for polymerization, the post-polymerization time, and the plasma irradiation time were changed. The results are shown in Table 1. MIB represents methyl isobutyrate, HD represents 1,5-hexadiene, and St represents styrene.

実施例21 内容量50mlのガラス製容器を0.001Torrまで減圧し、有
機化合物(イニシエータ)としてイソ酪酸メチルの蒸気
を容器内の圧力が0.5Torrとなるまで導入し密封した。
この容器全体を50Wで60秒間プラズマ放電処理した。容
器を開封したのち、再び該ガラス製容器を0.001Torrま
で減圧し、Heガスを容器内の圧力が0.5Torrとなるまで
導入し密封した。
Example 21 A glass container having an internal volume of 50 ml was depressurized to 0.001 Torr, and vapor of methyl isobutyrate as an organic compound (initiator) was introduced until the pressure in the container became 0.5 Torr and sealed.
The entire container was subjected to plasma discharge treatment at 50 W for 60 seconds. After opening the container, the glass container was again depressurized to 0.001 Torr, He gas was introduced until the pressure in the container became 0.5 Torr, and the container was sealed.

この容器全体を50Wで5秒間プラズマ放電処理し、さら
に10分27KHz、150Wで超音波処理した。容器を開封した
のち、重合用ビニルモノマーとしてメチルメタクリレー
ト0.5gを入れ65℃で22時間後重合した。
The entire container was subjected to plasma discharge treatment at 50 W for 5 seconds, and further subjected to ultrasonic treatment at 27 KHz and 150 W for 10 minutes. After opening the container, 0.5 g of methyl methacrylate was added as a vinyl monomer for polymerization and post-polymerization was carried out at 65 ° C. for 22 hours.

収率は9.98%、重合反応速度は1.19×10-5(M/・se
c)であった。
Yield 9.98%, polymerization reaction rate 1.19 × 10 -5 (M /
It was c).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イオン化ガスプラズマ中にプラズマ開始重
合活性ラジカル種を発生するプラズマ化有機化合物の非
平衡プラズマガスで処理したガラス製担体を重合用ビニ
ルモノマーに接触させることにより当該ビニルモノマー
の重合を開始せしめる際に、メカノケミカル処理を施こ
すことを特徴とするビニルモノマーの重合法。
1. Polymerization of a vinyl monomer for polymerization by contacting a glass carrier treated with a non-equilibrium plasma gas of a plasmatized organic compound that generates a plasma-initiated polymerization active radical species in an ionized gas plasma with a vinyl monomer for polymerization. A method for polymerizing vinyl monomers, characterized in that a mechanochemical treatment is applied when starting.
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