JPS6017407B2 - Continuous production method of block copolymer - Google Patents
Continuous production method of block copolymerInfo
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- JPS6017407B2 JPS6017407B2 JP12295180A JP12295180A JPS6017407B2 JP S6017407 B2 JPS6017407 B2 JP S6017407B2 JP 12295180 A JP12295180 A JP 12295180A JP 12295180 A JP12295180 A JP 12295180A JP S6017407 B2 JPS6017407 B2 JP S6017407B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はジェンとビニル芳香族炭化水素からなるブロッ
ク共重合体の連続製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for continuously producing a block copolymer consisting of a diene and a vinyl aromatic hydrocarbon.
更に詳しくは、予めブロック共重合体を形成するモノマ
ーの一部を用い、有機リチウム化合物を触媒として特定
のリビングポリマーを回分法で製造し、しかる後残部の
モノマ−を譲りビングポリマーを用いて連続重合する回
分法一連続法の併用方式によるブロック共重合体の製造
方法に関する。共役ジェンとビニル芳香族炭化水素から
なるブロック共重合体は、比較的ビニル芳香族炭化水素
含有量が少ない場合、加硫をしなくても加硫された天然
ゴム或いは合成ゴムと同様の弾性を常温にて有し、しか
も高温で熱可塑性樹脂と同様の加工性を有することから
、履物、プラスチツク改質、アスファルト、粘接着分野
で広く利用されている。一方、比較的ビニル芳香族炭化
水素含有量が多い場合は、透明で耐衝撃性に優れた熱可
塑性樹脂が得られることから、食品包装容器分野を中心
に最近その使用量が増加する傾向にある。かかるブロッ
ク共重合体の製造方は、古くから知られており、例えば
特公昭36−19286号公報、特公昭40−2379
8号公報、特公昭43−17979号公報、椿公昭49
−36957号公報、特公昭48−4106号公報等に
記載されている。More specifically, a specific living polymer is produced in advance by a batch method using a part of the monomers that form the block copolymer using an organolithium compound as a catalyst, and then the remaining monomer is produced continuously using a yielding polymer. This invention relates to a method for producing a block copolymer using a combination of batch and continuous polymerization methods. A block copolymer consisting of a conjugated diene and a vinyl aromatic hydrocarbon can exhibit elasticity similar to that of vulcanized natural rubber or synthetic rubber without vulcanization when the vinyl aromatic hydrocarbon content is relatively low. It is widely used in the fields of footwear, plastic modification, asphalt, and adhesives because it has the same processability as thermoplastic resins at room temperature and at high temperatures. On the other hand, when the vinyl aromatic hydrocarbon content is relatively high, thermoplastic resins that are transparent and have excellent impact resistance can be obtained, so their usage has recently been increasing, mainly in the food packaging container field. . Methods for producing such block copolymers have been known for a long time, and are disclosed, for example, in Japanese Patent Publications No. 36-19286 and Japanese Patent Publication No. 40-2379.
Publication No. 8, Special Publication No. 43-17979, Publication of Tsubaki Publication No. 49
It is described in JP-A-36957, Japanese Patent Publication No. 48-4106, etc.
しかしながら、これらに記載された方法は、いずれもバ
ッチ重合(回分式重合)方法によるものであり、生産性
、品質の安定性及び均一性、工程の省力化等の有利性か
ら連続重合方法の開発が工業的製造の見地より望まれて
いる。フロック共重合体の連続重合方法に関しても、比
較的古くから検討はされているものの、前述の様な優れ
た特性を有するブロック共重合体を工業的規模で連続的
に製造する方法はまだ見出されていない。However, all of the methods described in these documents are based on batch polymerization methods, and continuous polymerization methods have been developed due to their advantages in terms of productivity, stability and uniformity of quality, and labor saving in the process. is desired from the viewpoint of industrial manufacturing. Although continuous polymerization methods for flock copolymers have been studied for a relatively long time, no method has yet been found to continuously produce block copolymers with the excellent properties mentioned above on an industrial scale. It has not been.
例えば、米国特許第3356763号明細書には共役ジ
ェンとビニル芳香族炭化水素の混合物を有機リチウム化
合物で重合させ、得られたランダム共重合体のIJビン
グポリマー及び禾反応モノマーを管型重合器に供給して
重合させ、ブロック共重合体を得る方法に記載されてい
る。しかしこの方法では、触媒に有機モノリチゥム化合
物を使用した場合、共役ジェンとビニル芳香族炭化水素
の共重合体ブロックとビニル芳香族炭化水素のホモ重合
体ブロックからなる2型ブロック共重合体しか得られず
、このものは未加稀状態で極めて低い引張強度しか示さ
ない。又、特公昭49一38029号公報及び持公昭5
0−1332び号公報には有機モノリチウム化合物を触
媒として、ブロック数が3以上のブロック共重合体を連
続的に製造する方法が記載されているが、いずれも次の
様な欠点を有しており工業的な製造方法としてはまだ不
充分であるか。For example, U.S. Pat. No. 3,356,763 discloses that a mixture of a conjugated diene and a vinyl aromatic hydrocarbon is polymerized with an organolithium compound, and the resulting random copolymer IJ Bing polymer and a reactive monomer are placed in a tubular polymerization vessel. It is described in the method of supplying and polymerizing to obtain a block copolymer. However, with this method, when an organic monolithium compound is used as a catalyst, only a type 2 block copolymer consisting of a copolymer block of conjugated diene and vinyl aromatic hydrocarbon and a homopolymer block of vinyl aromatic hydrocarbon can be obtained. First, this material exhibits extremely low tensile strength in its raw state. Also, Special Publication No. 49-38029 and Mochiko Sho 5
Publication No. 0-1332 describes a method for continuously producing a block copolymer having three or more blocks using an organic monolithium compound as a catalyst, but all of them have the following drawbacks. Is it still insufficient as an industrial manufacturing method?
即ち、前者は机個直列に連結された重合器を用いて水個
のブロックからなるブロック共重合体を連続的に製造す
る方法に関するが、各偶数番目の重合器における平均滞
留時間を4分ないし30分に設定することが特性の優れ
たブロック共重合体を得るための必須要件であり、かか
る滞留時間の限定は生産量の可変性が4・さし、ことを
意味する。また、後者はピニル置換芳香族炭化水素の重
合体ブロックを形成させる際に、横方向の蝿梓を行ない
かつ上下の櫨梓を防止するような条件で重合することを
特徴とするが、かかる条件の設定にはかなり高度の重合
技術が要求され、容易な方法とは云い難い。本発明者ら
は、このような従来のブロック共重合体の連続重合にお
ける問題点を克服すると同時に、バッチ重合方法で得ら
れるブロック共重合体と同等或いはそれ以上の特性を有
するブロック共重合体を連続的に得る方法について鋭意
検討し、本発明に到達した。即ち、本発明に従えば、不
活性炭化水素溶剤中で、少なくとも2個のビニル芳香族
炭化水素を主体とする重合体ブロックと、少なくとも1
個の共役ジェンを主体とする重合体ブロックとを有する
フロック共重合体を連続的に製造するに際し、{a}
予め該ブロック共重合体を形成するモノマ−の一部を用
い、有機リチウム化合物を触媒として数平均分子量が少
なくとも5,000でかつ重量平均分子量と数平均分子
量との比が1.5禾満であるビニル芳香族炭化水素重合
体ブロックを少なくとも1個有するリビングポリマー(
以下、予備軍合体という)を回分法により製造し、{b
} しかる後、残部モノマーを連続重合する連続重合領
域において、直列に連結した1基以上のL/D(Lは重
合器の長さ、Dは重合器の内径を示す)が6以上の重合
器を用い、第1番目の重合器に該予備重合体を連続的に
供聯合すると同時に、第1番目以降の重合器には残部の
モノマーをビニル芳香族炭化水素を主体とするモノマー
及び/又は共役ジェンを主体とするモノマーとして連続
的に供給して数平均分子量が少なくとも5,000でか
つ重量平均分子量と数平均分子量との比が1.5未満で
あるピニル芳香族炭化水素重合体ブロックを少なくとも
1個形成させるような条件下で連続重合する。That is, the former relates to a method for continuously producing a block copolymer consisting of blocks of water using polymerization vessels connected in series, but the average residence time in each even-numbered polymerization vessel is 4 minutes or more. Setting the residence time to 30 minutes is an essential requirement in order to obtain a block copolymer with excellent properties, and such a restriction on the residence time means that the production amount is variable by 4 mm. In addition, the latter is characterized in that when forming a polymer block of pinyl-substituted aromatic hydrocarbons, polymerization is carried out under conditions that perform lateral cross-over and prevent upper and lower cross-over. A fairly sophisticated polymerization technique is required to set this, and it is difficult to say that it is an easy method. The present inventors have overcome these problems in the conventional continuous polymerization of block copolymers, and at the same time have created a block copolymer that has properties equivalent to or better than block copolymers obtained by batch polymerization. The present invention was arrived at after intensive study on a method for continuously obtaining it. That is, according to the present invention, at least two vinyl aromatic hydrocarbon-based polymer blocks and at least one
When continuously producing a floc copolymer having a polymer block mainly composed of {a}
Using a part of the monomers forming the block copolymer in advance and using an organolithium compound as a catalyst, the number average molecular weight is at least 5,000 and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is 1.5 or more. A living polymer having at least one certain vinyl aromatic hydrocarbon polymer block (
Hereinafter referred to as reserve army combination) is produced by a batch method, {b
} After that, in the continuous polymerization region where the remaining monomers are continuously polymerized, one or more polymerization vessels connected in series with L/D (L is the length of the polymerization vessel, and D is the inner diameter of the polymerization vessel) is 6 or more are used. The prepolymer is continuously added to the first polymerization vessel, and at the same time, the remaining monomer is added to the first and subsequent polymerization vessels. At least a pinyl aromatic hydrocarbon polymer block is continuously supplied as a monomer mainly composed of diene and has a number average molecular weight of at least 5,000 and a ratio of weight average molecular weight to number average molecular weight of less than 1.5. Continuous polymerization is carried out under conditions such that one polymer is formed.
ことを特徴とするブロック共重合体の連続製造方法が提
供される。Provided is a continuous method for producing a block copolymer characterized by the following.
本発明の方法により、機械的特性、特に引張強度に優れ
たブロック共重合体を連続的に容易に得ることが可能で
ある。By the method of the present invention, it is possible to continuously and easily obtain a block copolymer having excellent mechanical properties, particularly tensile strength.
又、本発明の方法は、m各重合器における滞留時間の許
容範囲が大きく、生産量の可変性が大きい、■定常状態
に達する時間が短か〈、重合初期の損失が少ない、(3
ーゲル状の重合体を生ずることなく、長時間の連続重合
が可能であるなどの特徴を有する。以下、本発明を更に
詳細に説明する。In addition, the method of the present invention has a wide permissible range of residence time in each polymerization vessel, high variability in production volume, (1) short time to reach a steady state, and (3) low loss in the initial stage of polymerization.
- It has the characteristics of being capable of continuous polymerization for a long time without producing a gel-like polymer. The present invention will be explained in more detail below.
本発明の最大の特徴は、予め一部のモノマーを用い、有
機リチウム化合物を触媒として回分法で製造した数平均
分子量(以下Mnと略称する)が少なくとも5,00止
好ましくは少なくとも7,000更に好ましくは少なく
とも9,000でかつ重量平均分子量(以下Mwと略称
する)とMnとの比が1.5未満、好ましくは1.3以
下、更に好ましくは1.沙〆下であるビニル芳香族炭化
水素重合体ブロックを少なくとも1個有するリビングポ
リマー(予備軍合体)を連続重合工程における触媒とし
て使用することにある。The greatest feature of the present invention is that the number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) of at least 5,00, preferably at least 7,000, is produced by a batch method using some monomers and an organolithium compound as a catalyst. Preferably, it is at least 9,000, and the ratio of weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) to Mn is less than 1.5, preferably 1.3 or less, more preferably 1. The object of the present invention is to use a living polymer (reserve polymer) having at least one vinyl aromatic hydrocarbon polymer block as a catalyst in a continuous polymerization process.
予備重合体に含まれるビニル芳香族炭化水素重合体ブロ
ック(以下Apと略称する)のMn及びMw/Mnが上
記範囲を逸脱すると最終的に得られるブロック共重合体
の機械的特性、特に引張強度又は耐衝撃性が低下するた
め好ましくない。ApのMn及びMw/Mnは、予備重
合がポリスチレンの場合はそのまま、ブロック共重合体
の場合はその予備軍合体を過酸化物によって分解後(L
M・kolthoffetal,J・poMmerSc
i.,1,429(1946)採取したAp成分、或い
はApの重合条件と同一条件で重合して得たAp単独ポ
リマー等をゲルパーミュェーションクロマトグラフィー
で測定することにより直接的に或いは間接的に求めるこ
とができる。予備重合体中のビニル芳香族炭化水素含有
量は40重量%以上、好ましくは5の重量%以上、更に
好ましくは6の重量%を超える量であることが、引張強
度又は耐衝撃性に優れたブロック共重合体を得る上で推
奨される。When Mn and Mw/Mn of the vinyl aromatic hydrocarbon polymer block (hereinafter abbreviated as Ap) contained in the prepolymer deviate from the above range, the mechanical properties, especially the tensile strength, of the final block copolymer obtained Otherwise, it is not preferable because the impact resistance decreases. Mn and Mw/Mn of Ap are determined as is when prepolymerized polystyrene is used, and when the prepolymerization is made of block copolymer, after the prepolymerization is decomposed with peroxide (L
M. kolthoffetal, J. poMmerSc.
i. , 1, 429 (1946) directly or indirectly by measuring Ap components collected or Ap monopolymer etc. obtained by polymerizing under the same conditions as the polymerization conditions of Ap using gel permeation chromatography. can be asked for. The content of the vinyl aromatic hydrocarbon in the prepolymer is 40% by weight or more, preferably 5% by weight or more, and more preferably more than 6% by weight, so that the prepolymer has excellent tensile strength or impact resistance. Recommended for obtaining block copolymers.
本発明において予備重合体のポリマー構造は特に限定さ
れるものではないが、モデル的に例示すれば次の様なも
のがあげられる。Ap−Li,(Ap−BpナnLi,
(Bp−ApチnLiApキBp−ApナnLiBpf
Ap−BpナnLi(ここでBpは予備重合体に含まれ
る共役ジェン重合体ブロック及び/又は共役ジェンとビ
ニル芳香族炭化水素とのランダム共重合体ブロックを示
し、nは1以上の整数である。In the present invention, the polymer structure of the prepolymer is not particularly limited, but the following may be cited as a model example. Ap-Li, (Ap-BpnanLi,
(Bp-ApchinLiApkiBp-ApnanLiBpf
Ap-BpnanLi (where Bp represents a conjugated gen polymer block and/or a random copolymer block of conjugated gen and vinyl aromatic hydrocarbon contained in the prepolymer, and n is an integer of 1 or more .
尚Bpがランダム共重合体の場合、又ランダム共重合体
部分を含む場合、ビニル芳香族炭化水素は重合体鎖に沿
って均一に分布していても、又テーパ状に分布していて
もよい。)本発明で使用する予備重合体として特に好ま
しいものはビニル芳香族炭化水素のホモ重合体又はBp
−Ap−Liの構造を有するリビングポリマーである。In addition, when Bp is a random copolymer or contains a random copolymer portion, the vinyl aromatic hydrocarbon may be distributed uniformly along the polymer chain or may be distributed in a tapered shape. . ) Particularly preferable prepolymers used in the present invention are homopolymers of vinyl aromatic hydrocarbons or Bp
-A living polymer having the structure of -Ap-Li.
本発明で使用する予備重合体の分子量は数平均分子量5
,000〜300,00以好ましくは7,000〜10
0,000、更に好ましくは9,000〜50,000
である。The molecular weight of the prepolymer used in the present invention is a number average molecular weight of 5.
,000 to 300,00 or more preferably 7,000 to 10
0,000, more preferably 9,000 to 50,000
It is.
本発明で使用する予備軍合体は回分法で製造される。The reserve combination used in the present invention is produced by a batch method.
ここで回分法とは非流通系の重合器内にモノマーを一度
に全量、又は2回以上分割して逐次的に添加して重合さ
せる方法を意味し、いわゆるバッチ重合、セミバツチ重
合又はこれらの組合せからなる重合方法を含む。モノマ
ーはポンプ等で連続的に添加してもよい。予備重合体の
具体的な重合方法としては袴公昭36一19286号公
報、袴公昭43−1797叫号公報等に記載された方法
をあげることができる。本発明で使用する予備重合体の
製造に用いる有機リチウム化合物は、分子中に1個のI
Jチウム原子を結合した有機モ/リチウム化合物が好適
で、例えばエチルリチウム、n−プロピルリチウム、イ
ソフ。Here, the batch method refers to a method in which the monomer is added all at once or sequentially in two or more portions in a non-flowing polymerization vessel, and is referred to as batch polymerization, semi-batch polymerization, or a combination thereof. including a polymerization method consisting of The monomer may be added continuously using a pump or the like. Specific polymerization methods for the prepolymer include methods described in Hakama Kosho No. 36-19286, Hakama Kosho No. 43-1797, and the like. The organolithium compound used in the production of the prepolymer used in the present invention has one I in the molecule.
Organomo/lithium compounds with bonded J thium atoms are preferred, such as ethyllithium, n-propyllithium, isof.
ロピルリチウム、n,ーブチルリチウム、secーブチ
ルリチウム、tenーブチルリチウム、nーベンチルリ
チウム、ten−オクチルリチウム、フエニルリチウム
、トリルリチウム、ブチルフエニルリチウム、シクロヘ
キシルリチウム、フチルシクロヘキシルリチウム等が用
いられる。特に一般的なものとしては、n−ブチルリチ
ウム、sec−ブチルリチウムなどがあげられる。又、
予備軍合の製造においては、溶媒を全く使用しないで重
合を行うこともできるが、反応を均一に進行させ、局部
的な異常反応を防止する目的から下活性な炭化水素の1
種又はそれ以上の混合物を溶媒として使用することが好
ましい。モノマーと溶媒との一般的な使用組成範囲は5
:95〜90:10、好ましくは10:90〜70:3
0である。溶媒の種類としては後で詳述する脂肪族炭化
水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素或いはこれらの
任意の混合物のいずれも使用できるが、予備重合体のビ
ニル芳香族炭化水素含有量が約75重量%を超える場合
には、芳香族炭化水素又は脂環式炭化水素を主体とする
溶媒を用いることが好ましい。これは、ビニル芳香族炭
化水素含有量が約75重量%を超えた予備重合体は脂肪
族炭化水素を主体とする溶媒に溶解し難くなるためであ
る。従って脂肪族炭化水素を主体とする溶媒、即ち、脂
肪族炭化水素を5の重量%以上、より一般的には7の重
量%以上含有する溶媒を使用する場合には予備重合体の
ビニル芳香族炭化水素含有量は約75重量%以下にする
ことが好ましい。次に本発明の方法における連続重合領
域について詳述する。本発明の連続重合領域においては
、直列に連結した1基以上の重合器を用い、第1番目の
重合器には前記の予備重合体を連続的に供給し、しかも
第1番目以降の重合器には残部のモノマーをビニル芳香
族炭化水素を主体とするモノマー及び/又は共役ジェン
を主体とするモノマーとして連続的に供給して重合し、
ブロック共重合体を連続的に製造する。Lopyllithium, n,-butyllithium, sec-butyllithium, ten-butyllithium, n-bentyllithium, ten-octyllithium, phenyllithium, tolyllithium, butylphenyllithium, cyclohexyllithium, phthylcyclohexyllithium, and the like are used. Particularly common examples include n-butyllithium and sec-butyllithium. or,
In the production of preliminary polymerization, polymerization can be carried out without using any solvent, but in order to allow the reaction to proceed uniformly and prevent local abnormal reactions, one of the lower active hydrocarbons may be used.
Preferably, a mixture of species or more is used as a solvent. The commonly used composition range of monomer and solvent is 5
:95-90:10, preferably 10:90-70:3
It is 0. As the type of solvent, any of aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, or any mixture thereof, which will be detailed later, can be used, but if the vinyl aromatic hydrocarbon content of the prepolymer is When the amount exceeds about 75% by weight, it is preferable to use a solvent mainly composed of aromatic hydrocarbons or alicyclic hydrocarbons. This is because a prepolymer having a vinyl aromatic hydrocarbon content exceeding about 75% by weight becomes difficult to dissolve in a solvent mainly composed of aliphatic hydrocarbons. Therefore, when using a solvent based on aliphatic hydrocarbons, i.e. containing more than 5% by weight of aliphatic hydrocarbons, more generally more than 7% by weight, the prepolymer vinyl aromatic Preferably, the hydrocarbon content is less than about 75% by weight. Next, the continuous polymerization region in the method of the present invention will be explained in detail. In the continuous polymerization region of the present invention, one or more polymerization vessels connected in series are used, the first polymerization vessel is continuously supplied with the prepolymer, and the first and subsequent polymerization vessels are The remaining monomer is continuously supplied as a monomer mainly composed of a vinyl aromatic hydrocarbon and/or a monomer mainly composed of a conjugated diene, and the remaining monomer is polymerized.
A block copolymer is produced continuously.
又、本発明においては、必要に応じて連続重合領域の重
合器の少なくとも1基に、その重合器に付設された1個
所以上の供給口より更にビニル芳香族炭化水素を主体と
するモノマー及び/又は共役ジェソを主体とするモノマ
ーをそれぞれ別別に連続的に供給して重合させることも
できる。連続重合領域に供給されたピニル芳香族炭化水
素を主体とするモノマー又は共役ジェンを主体とするモ
ノマーはそれぞれ実質的に別々の重合領域で重量させる
ことが好ましいが、必要に応じて未反応モノマーを含有
する重合体温合物を次の重合器、或いは次の重合領域に
供総合して新たに供給されたモノマーと共重合させるこ
ともできる。尚、連続重合領域に供給されたモ/マーを
それぞれ実質的に別々の重合領域で重合させるとは、そ
れぞれのモノマーがランダム共重合しない条件下、好ま
しくはそれぞれのモノマーの少なくとも5の重量%以上
、更に好ましくは7の重量%以上がランダム共重合しな
い条件下で重合させることを意未床する。かかる条件は
それぞれのモノマーを別々の重合器で重合するとか、同
一の重合器の場合でも重合器内に目皿等の隔壁を設けて
それぞれのモノマーの均一混合を防止するとか、それぞ
れのモノマーの均一混合が生じないように各モ/マー供
給口の位置を十分隔離するとか、逆鏡合が生じないよう
に重合器内容物の出口方向における線速度を十分速める
といった方法により容易に設定することができる。本発
明の連続重合領域における重合形態の一例としては次の
様な重合形態があげられるが、本発明はこれらの重合形
態に限定されるものではないことは云うまでもない。In addition, in the present invention, if necessary, monomers mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons and/or are supplied to at least one of the polymerization vessels in the continuous polymerization zone through one or more supply ports attached to the polymerization vessel. Alternatively, the monomers mainly composed of conjugated Geso may be continuously supplied separately for polymerization. It is preferable that the monomers mainly composed of pinyl aromatic hydrocarbons or the monomers mainly composed of conjugated hydrogen supplied to the continuous polymerization zone are weighed in substantially separate polymerization zones, but if necessary, unreacted monomers can be removed. The contained polymeric product can also be fed to the next polymerization vessel or the next polymerization zone to be copolymerized with the newly supplied monomer. Note that polymerizing the monomers supplied to the continuous polymerization zone in substantially separate polymerization zones means that each monomer is polymerized under conditions in which random copolymerization does not occur, preferably at least 5% by weight of each monomer. It is intended that the polymerization be carried out under conditions such that more than 7% by weight of the copolymer, more preferably 7% by weight or more, is not randomly copolymerized. Such conditions may include polymerizing each monomer in separate polymerization vessels, or even in the case of the same polymerization vessel, installing partitions such as perforated plates in the polymerization vessel to prevent uniform mixing of each monomer, or preventing uniform mixing of each monomer. This can be easily set by methods such as sufficiently separating the positions of each mo/mer supply port to prevent uniform mixing, or sufficiently increasing the linear velocity of the contents of the polymerization vessel in the exit direction to prevent reverse mirror combination. I can do it. Examples of polymerization forms in the continuous polymerization region of the present invention include the following polymerization forms, but it goes without saying that the present invention is not limited to these polymerization forms.
重合形態m
直列に連結した2個以上の重合器を用い、第1番目の重
合器には予備重合体のliビングポリマーを連続的に供
給すると同時に、奇数番目の重合器に共役ジェンを主体
とするモノマー(又はピニル芳香族炭化水素を主体とす
るモノマー)を連続的に供聯合して重合させ、奇数番目
の重合器で得られた重合体のIJピングポリマーを偶数
番目の重合器に連続的に供給すると同時に該重合器にビ
ニル芳香族炭化水素と主体とするモノマー(又は共役ジ
ェンを主体とするモノマー)を連続的に供給して重合さ
せる。Polymerization mode m Two or more polymerization vessels are connected in series, and the first polymerization vessel is continuously supplied with a prepolymer (living polymer), and at the same time, the odd-numbered polymerization vessels are supplied mainly with conjugated gene. (or monomers mainly composed of pinyl aromatic hydrocarbons) are continuously combined and polymerized, and the IJ ping polymer obtained in the odd-numbered polymerization vessels is continuously added to the even-numbered polymerization vessels. At the same time, a monomer mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbon (or a monomer mainly composed of conjugated hydrogen) is continuously supplied to the polymerization vessel for polymerization.
重合形態■
‘11の方法において、少なくとも1個の奇数番目の重
合器及び/又は少なくとも1個の奇数番目の重合器の側
面に付設された少なくとも1個の供給口より更に共役ジ
ェンを主体とするモノマー及び/又はビニル芳香族炭化
水素を主体とするモノマーを連続的に供給して重合させ
る。Polymerization mode■ In the method of '11, the conjugated gene is further mainly contained in at least one odd-numbered polymerization vessel and/or at least one supply port attached to the side of at least one odd-numbered polymerization vessel. Monomers and/or monomers mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons are continuously fed and polymerized.
重合形態‘3}
1個の重合器を用い、その重合器に予備重合体のりビン
グポリマー、及び共役ジェンを主体とするモノマ−又は
ビニル芳香族炭化水素を主体とするモノマ−を連続的に
供聯合して重合させる。Polymerization form '3} One polymerization vessel is used, and the prepolymer, the skiving polymer, and the monomer mainly composed of conjugated genes or the monomer mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons are continuously supplied to the polymerization vessel. Combine and polymerize.
重合形態■‘31の方法において、重合器の側面に付設
された少なくとも1個の供給口より更に共役ジェンを主
体とするモノマー及び/又はビニル芳香族炭化水素を主
体とするモノマーを連続的に供給して重合させる。Polymerization mode ■ In the method of '31, a monomer mainly composed of conjugated gene and/or a monomer mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbon is continuously supplied from at least one supply port attached to the side of the polymerization vessel. and polymerize.
本発明においては、予備重合体のブロック構造、連続重
合領域における重合器及び連続重合領域のモノマー供給
形態を粗合せることにより各種ブロック構造を有するブ
ロック共重合体を連続的に製造することができる。In the present invention, block copolymers having various block structures can be continuously produced by roughly matching the block structure of the prepolymer, the polymerization vessel in the continuous polymerization zone, and the monomer supply form in the continuous polymerization zone.
そのブロック構造を例示すれば次の様なものがあげられ
る。(A−B)nMAキB−A)nBfA−B)n+,
(ここではAはピニル芳香族炭化水素を主体とする重合
体ブロックであり、Bは共役ジヱンを主体とする重合体
ブロックを示す。AブロックとBブロックとの境界は必
ずしも明瞭に区別される必要はない。nは1以上の整数
である。)この明細書において、ピニル芳香族炭化水素
を主体とする重合体ブロックAとは、ビニル芳香族炭化
水素の含有量が5の重量%を超える重合体ブロックであ
り、共役ジェンとビニル芳香族炭化水素との共重合体部
分とビニル芳香族炭化水素重合部分から構成される重合
体ブロック、或いはビニル芳香族炭化水素重合体部分の
みから構成される軍合体ブロックである。Examples of the block structure are as follows. (A-B)nMAkiB-A)nBfA-B)n+,
(Here, A is a polymer block mainly composed of a pinyl aromatic hydrocarbon, and B is a polymer block mainly composed of a conjugated diene. The boundary between the A block and the B block must be clearly distinguished. (N is an integer of 1 or more.) In this specification, polymer block A mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons refers to polymer block A containing vinyl aromatic hydrocarbons in excess of 5% by weight. A polymer block consisting of a copolymer part of a conjugated diene and a vinyl aromatic hydrocarbon and a vinyl aromatic hydrocarbon polymer part, or a polymer block consisting only of a vinyl aromatic hydrocarbon polymer part. It is a combined block.
又共役ジェンを主体とする重合体ブロックBとは、共役
ジェンの含有量が50重合%以上の重合体ブロックであ
り、共役ジェンとビニル芳香族炭化水素との共重合体部
分とピニル芳香族炭化水素重合体部分から構成される重
合体ブロック、或いは共役ジェン重合体部分のみから構
成される重合体ブロックである。必要に応じて存在する
ブロックAとブロックB中の共重合体部分は、ビニル芳
香族炭化水素が均一に分布していても、又テーパー状に
分布していてもよい。本発明において、連続重合領域の
重合は溶媒を全く使用しないで行うこともできるが、反
応を均一に進行させ、局部的な異常反応、例えばゲル状
重合体の生成を防止したり、或いは重合体溶液の粘度を
低下させたりする目的から不活性な炭化水素の1種又は
それ以上の混合物を溶媒として使用することが好ましい
。モノマーと溶媒との一般的な使用組成範囲は5:95
〜90:10、好ましくは10:90〜70:30、更
に好ましくは15:25〜50:50である。溶媒の種
類としては、予備重合体の製造の場合と同様に脂肪族炭
化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素或いはこれら
の任意の混合物いずれでも使用できる。ただ工業的製造
の見地からすれば、最終的に得られるブロック共重合体
溶液から溶媒を蟹去してブロック共重合体を回収する際
、蒸発潜熱が一般的に低い脂肪族炭化水素を主体とする
溶媒を使うのが、溶媒留去のためのエネルギー消費量が
少なくて好ましい。しかしながら、脂肪族炭化水素を主
体とする溶媒を使用する場合に注意すべき点は、連続重
合領域において重合中の重合体のビニル芳香族炭化水素
含有量が約75重量%以下、好ましくは7の重量%以下
になるように重合条件を選定すすることである。ビニル
芳香族炭化水素含有量が約75重量%を超えると重合体
が脂肪族炭化水素を主体とする溶媒に不溶性となって重
合系から析出して分離し、重合器内に蓄積して長期の連
続重合が不可能になり好ましくない。本発明の方法にお
いて、連続重合領域における各重合器の平均滞留時間は
特に制限はないが、長期連続重合運転の安定性、生産性
、リビングポリマーの失宿によるブロック共重合体の物
性低下の防止等を勘案して3分〜5時間、好ましくは5
分〜3時間、更に好ましくは10分〜2時間が好ましし
、。Moreover, the polymer block B mainly composed of conjugated gene is a polymer block in which the content of conjugated gene is 50% or more by polymerization, and the copolymer part of conjugated gene and vinyl aromatic hydrocarbon and pinyl aromatic hydrocarbon A polymer block composed of a hydrogen polymer portion or a polymer block composed only of a conjugated hydrogen polymer portion. In the optional copolymer portions of block A and block B, the vinyl aromatic hydrocarbon may be distributed uniformly or tapered. In the present invention, the polymerization in the continuous polymerization region can be carried out without using any solvent, but it is possible to proceed the reaction uniformly and prevent local abnormal reactions such as the formation of gel-like polymers, or For the purpose of reducing the viscosity of the solution, it is preferable to use a mixture of one or more inert hydrocarbons as the solvent. The commonly used composition range of monomer and solvent is 5:95.
-90:10, preferably 10:90-70:30, more preferably 15:25-50:50. As for the type of solvent, any of aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, or any mixture thereof can be used, as in the case of producing the prepolymer. However, from the standpoint of industrial production, when recovering the block copolymer by removing the solvent from the finally obtained block copolymer solution, aliphatic hydrocarbons, which generally have a low latent heat of vaporization, are mainly used. It is preferable to use a solvent such as this because the energy consumption for solvent distillation is small. However, when using a solvent mainly composed of aliphatic hydrocarbons, it should be noted that the vinyl aromatic hydrocarbon content of the polymer being polymerized in the continuous polymerization zone is not more than about 75% by weight, preferably 7% by weight. The polymerization conditions should be selected so that the amount is less than or equal to % by weight. When the vinyl aromatic hydrocarbon content exceeds about 75% by weight, the polymer becomes insoluble in solvents mainly composed of aliphatic hydrocarbons, precipitates and separates from the polymerization system, accumulates in the polymerization vessel, and lasts for a long time. This is not preferable since continuous polymerization becomes impossible. In the method of the present invention, there is no particular restriction on the average residence time of each polymerization vessel in the continuous polymerization region, but the stability of long-term continuous polymerization operation, productivity, and prevention of deterioration of physical properties of the block copolymer due to loss of living polymer 3 minutes to 5 hours, preferably 5 hours, taking into account
minutes to 3 hours, more preferably 10 minutes to 2 hours.
又、各重合器の重合温度は各重合器の平均滞留時間と各
重合器の出口におけるモノマーの重合転化率との関係で
設定されるが、更に生産性、リビングポリマーの失活防
止等を勘案して、一般には10qo〜180℃、好まし
く3ぴ0〜140℃更に好ましくは50qo〜12ぴ0
の範囲で運転される。各重合器内の雰囲気は、窒素ガス
等の不活性ガスをもって十分鷹換されることが望ましい
。各重合器内の圧力は、上記重合溢度範囲でモノマー及
び溶媒を液相に維持するに充分な圧力の範囲で行えばよ
く、特に限定されるものではない。更に各重合器内はリ
ビングポリマーを不活性化させるような不純物、例えば
、水、酸素、炭酸ガス等が混入しないように留意する必
要がある。本発明の方法において、連続重合領域で用い
られる重合器としては、糟型重合器、塔型重合器、管型
重合器等が使用できL/Dが6以上であれば特に制限は
ないが、前述の重合形態‘1}又は‘3}においてビニ
ル芳香族炭化水素を主体とするモノマーを重合する重合
器はL/○が6以上、好ましくは8以上、更に好ましく
は10以上の重合器を使用するのが好ましい。In addition, the polymerization temperature of each polymerization vessel is set based on the relationship between the average residence time of each polymerization vessel and the polymerization conversion rate of the monomer at the outlet of each polymerization vessel, but it is also set in consideration of productivity, prevention of deactivation of living polymer, etc. Generally, the temperature is 10qo to 180°C, preferably 30 to 140°C, more preferably 50qo to 120°C.
It is operated within the range of It is desirable that the atmosphere in each polymerization vessel be sufficiently replaced with an inert gas such as nitrogen gas. The pressure in each polymerization vessel is not particularly limited, as long as it is within a pressure range sufficient to maintain the monomer and solvent in a liquid phase within the above polymerization overflow range. Furthermore, care must be taken to prevent impurities such as water, oxygen, carbon dioxide gas, etc. that would inactivate the living polymer from entering the interior of each polymerization vessel. In the method of the present invention, the polymerization vessel used in the continuous polymerization region may be a cell type polymerization vessel, a tower type polymerization vessel, a tube type polymerization vessel, etc., and is not particularly limited as long as the L/D is 6 or more. In the above-mentioned polymerization mode '1} or '3}, a polymerization vessel in which L/○ is 6 or more, preferably 8 or more, more preferably 10 or more is used to polymerize the monomer mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons. It is preferable to do so.
ここにおいてLは重合器の上部のタンゼンシャルラィン
と下部のタンゼンシヤルラィンの間の長さを意味し、D
は重合器の内径を意味する。又、前述の重合合形態■又
は■の方法においては、L/Dが約8以上、好ましくは
10以上更に好ましくは1沙久上の重合器を使用するの
が好ましい。この様に、L/Dが比較的大きい重合器が
推奨されるのは、各重合器で形成される重合体ブロック
の分子量分布を比較的均一にする場合、又は各重合器に
複数個の供給口より供給されるモノマーを実質的にそれ
ぞれ別々の重合領域で重合する場合に重合操作性をより
容易にするためである。L/Dの上限は特に制限はなく
、ループ型重合器の様にL/Dが極めて大きいものでも
使用できるが、重合操作性及び重合器内の清掃作業性よ
り工業的には50以下が好ましい。重合器の櫨梓装置に
ついても特に制限はなく、凝梓装置のない重合器を用い
てもよい。しかし一般は、重合反応の均一性、反応熱の
除去、局部的な異常反応の防止を考慮して礎洋装直の付
設した重合器を使用するのが好ましい。鷹洋装層はター
ビン型、スクリュー型、アンカー型、スタティック型等
いかなる型のものでも使用できる。更に重合器内には、
必要に応じて目皿、邪魔板等を設けてもよい。次に本発
明の実施形態を第1図及び第2図のフローに基づいて説
明する。尚、これらの図においてバルブ、ポンプ、圧力
計、水蒸気又は水の如き熱交換媒体により調節される重
合温度調節のためのジャケット、供給モノマー温度調節
のための熱交換器等は省略した。第1図において、リビ
ングポリマー状態の予備重合体の貯蔵槽Tと2基の重合
器R−1およびR−2は直列に連結され、各重合器には
それぞれ配管2および4により共役ジェンB及び/又は
ビニル芳香族炭化水素Bモノマー並びに、必要に応じて
、溶媒Sが連続的に供給される。Here, L means the length between the upper tangential line and the lower tangential line of the polymerization vessel, and D
means the inner diameter of the polymerization vessel. Further, in the method of the above-mentioned polymerization mode (1) or (2), it is preferable to use a polymerization vessel in which L/D is about 8 or more, preferably 10 or more, more preferably 1 hour or more. In this way, a polymerization vessel with a relatively large L/D is recommended when the molecular weight distribution of the polymer blocks formed in each polymerization vessel is made relatively uniform, or when multiple units are supplied to each polymerization vessel. This is to facilitate polymerization operability when monomers supplied via the port are polymerized in substantially separate polymerization regions. The upper limit of L/D is not particularly limited, and even those with extremely large L/D such as a loop type polymerization vessel can be used, but from an industrial perspective, 50 or less is preferable from the viewpoint of polymerization operability and cleaning workability inside the polymerization vessel. . There is no particular restriction on the coagulation device of the polymerization vessel, and a polymerization vessel without a condensation device may be used. However, in general, it is preferable to use a polymerization vessel equipped with a base plate in consideration of uniformity of the polymerization reaction, removal of reaction heat, and prevention of local abnormal reactions. The hawk layer can be of any type, such as a turbine type, screw type, anchor type, or static type. Furthermore, inside the polymerization vessel,
Perforated plates, baffle plates, etc. may be provided as necessary. Next, an embodiment of the present invention will be described based on the flows shown in FIGS. 1 and 2. In these figures, valves, pumps, pressure gauges, jackets for controlling the polymerization temperature controlled by a heat exchange medium such as steam or water, heat exchangers for controlling the temperature of the monomers supplied, etc. are omitted. In FIG. 1, a storage tank T for a prepolymer in a living polymer state and two polymerization vessels R-1 and R-2 are connected in series, and each polymerization vessel is connected to a conjugated gene B and a The vinyl aromatic hydrocarbon B monomer and, if necessary, the solvent S are fed continuously.
貯蔵槽Tには予め重合されたりビングポリマー(予備重
合体)が貯えられており、連続重合中、必要ならば別の
重合設備により製造されたりピングポリマーを逐次的又
は連続的に貯蔵槽Tに供給することも可能である。貯蔵
槽Tに貯えられた予備軍合体は配管1により重合器R−
1に連続的に供給される。重合器R−1で重合された重
合体(リビングポリマー)は、重合器R62に配管3を
通じて連続的に供給される。重合器R−2で重合された
ブロック共重合体Pは重合器R−2より連続的に取出さ
れ、次の工程、例えば安定剤等の添加工程、溶媒回収工
程等へ供給される。一方、第2図においては、連続重合
領域における重合器の側面に付設された供給口より共役
ジェンB及びビニル芳香族炭化水素Aモノマー並びに必
要に応じて、溶媒Sが配管7および10を通して連続的
に供給される。The storage tank T stores prepolymerized or Bing polymer (prepolymer), and during continuous polymerization, if necessary, the Bing polymer produced by another polymerization equipment or the Bing polymer is sequentially or continuously stored in the storage tank T. It is also possible to supply The combined reserve army stored in the storage tank T is transferred to the polymerization tank R- through the pipe 1.
1 continuously. The polymer (living polymer) polymerized in the polymerizer R-1 is continuously supplied to the polymerizer R62 through the pipe 3. The block copolymer P polymerized in the polymerization vessel R-2 is continuously taken out from the polymerization vessel R-2 and supplied to the next process, such as the process of adding stabilizers, etc., the process of recovering the solvent, etc. On the other hand, in FIG. 2, conjugated gene B and vinyl aromatic hydrocarbon A monomers and, if necessary, solvent S are continuously supplied through pipes 7 and 10 from the supply port attached to the side of the polymerization vessel in the continuous polymerization region. supplied to
重合器R−3及びR−4に配管6および9を通して供給
されたモノマ−は各重合器の底部と側面の供給口との間
の領域において実質的な反応が進行し、又配管7および
10を通して供給されたモノマーは側面の供給口と重合
器頭頂部との間の領域において実質的な反応が進行する
様にコントロールされる。尚、第1図及び第2図は本発
明の実施形態をより具体的に説明するものであり、本発
明の範囲をこれらに限定するものでないことはいうまで
もない。The monomers supplied to the polymerization vessels R-3 and R-4 through the pipes 6 and 9 undergo substantial reaction in the region between the bottom and side supply ports of each polymerization vessel, and The monomer fed through the reactor is controlled so that a substantial reaction proceeds in the region between the side feed port and the top of the polymerizer. It should be noted that FIGS. 1 and 2 illustrate embodiments of the present invention more specifically, and it goes without saying that the scope of the present invention is not limited thereto.
本発明の方法において、連続重合領域に供給する予備重
合体を形成するモノマー量と、連続重合領域に供給する
モノマーの総供給量との比は、90/10以下、好まし
くは80/20以下、更に好まし〈は60/40以下で
ある。In the method of the present invention, the ratio of the amount of monomers forming the prepolymer supplied to the continuous polymerization zone to the total amount of monomers supplied to the continuous polymerization zone is 90/10 or less, preferably 80/20 or less, More preferably, < is 60/40 or less.
連続重合領域に供聯合する予備重合体の供給量とモノマ
ーの総供給量との比が90/10を超えると連続重合領
域で重合する割合が少なくなるため、連続重合による生
産性の向上効果が小さくなり好ましい。又、連続重合領
域に供V給する予備重合体の供V給量とモノマーの総供
給量との比の下限値については特に制限はないが、5/
95以上、好ましくは10/90以上、更に好ましくは
15/85以上の範囲で実施するのが、本発明の連続重
合領域における重合操作のコントロール性及び最終的に
得られるブロック共重合体の物性の安定性の点で好まし
い。本発明の方法において、連続重合により最終的に得
られるブロック共重合体中のビニル芳香族炭化水素含有
量は、予備重合体中のビニル芳香族炭化水素含有量及び
その連続重合領域への供給量、連続重合領域において供
総合されるモノマー中のビニル芳香族炭化水素含有量及
びその供給量によって調整することができ、一般的には
5〜95重量%、10〜9の重量%、更に好ましくは1
5〜85重量%である。If the ratio of the amount of prepolymer supplied to the continuous polymerization zone to the total amount of monomer supplied exceeds 90/10, the proportion of polymerization in the continuous polymerization zone will decrease, so the productivity improvement effect of continuous polymerization will be reduced. It's smaller, which is preferable. In addition, there is no particular restriction on the lower limit of the ratio of the V supply amount of the prepolymer to the total V supply amount of monomers supplied to the continuous polymerization region, but
95 or more, preferably 10/90 or more, more preferably 15/85 or more, in order to improve the controllability of the polymerization operation in the continuous polymerization region of the present invention and the physical properties of the finally obtained block copolymer. Preferred in terms of stability. In the method of the present invention, the vinyl aromatic hydrocarbon content in the block copolymer finally obtained by continuous polymerization is determined by the vinyl aromatic hydrocarbon content in the prepolymer and the amount supplied to the continuous polymerization region. The vinyl aromatic hydrocarbon content in the monomers fed in the continuous polymerization zone and its feed amount can be adjusted, generally from 5 to 95% by weight, from 10 to 9% by weight, more preferably from 10 to 9% by weight. 1
It is 5 to 85% by weight.
ブロック共重合体中のビニル芳香族炭化水素含有量が5
重量%以上、6の重量%未満好ましくは55重量%以下
の場合には未加硫状態で引張強度と弾性に優れた熱可塑
性弾性体が得られ、60〜95重量%好ましくは65〜
95重量%の場合には透明性と耐衝撃性に優れた熱可塑
性樹脂が得られる。又、最終的に得られるブ。ック共重
合体のMnは10,000〜1,000,000、好ま
しくは30,000〜500,000である。この範囲
より小さいと、最終的に得られるブロック共重合体の機
械的強度、例えば引張強度、耐衝撃性等が低下し、また
この範囲により大きくすることは連続重合時におけるリ
ビングポリマーの失活の影響を防止することが実質的に
困難となり好ましくない。尚、本発明において連続重合
領域で形成される各重合体ブロックの分子量は、その重
合体ブロック形成領域に供給されるリビングポリマーの
活性末端量とモノマー量及び重合器内の混合性を調整す
ることによりできるが、引張強度又は耐衝撃性に優れた
ブロック共重合体を製造するうえで、連続重合領域にお
いて、Mnが少なくとも5,000、好ましくは少なく
とも7,000、更に好ましくは、少なくとも9,00
0で、かつMw/Mnが1.5未満、好ましくは1.3
以下、更に好ましくは1.沙〆下のビニル芳香族炭化水
素重合体ブロックを少なくとも1個形成させなければな
らない。次に、本発明の方法で使用するモノマー、溶媒
等について説明する。The vinyl aromatic hydrocarbon content in the block copolymer is 5
When the content is 60% to 95% by weight and preferably 55% by weight or less, a thermoplastic elastomer with excellent tensile strength and elasticity is obtained in an unvulcanized state, and 60% to 95% by weight, preferably 65% to
When the amount is 95% by weight, a thermoplastic resin having excellent transparency and impact resistance can be obtained. Also, the final result. The Mn of the copolymer is 10,000 to 1,000,000, preferably 30,000 to 500,000. If it is smaller than this range, the mechanical strength, such as tensile strength, impact resistance, etc. of the finally obtained block copolymer will decrease, and if it is larger than this range, the deactivation of the living polymer during continuous polymerization will decrease. This is not preferable because it becomes substantially difficult to prevent the influence. In addition, in the present invention, the molecular weight of each polymer block formed in the continuous polymerization region is determined by adjusting the amount of active ends and monomers of the living polymer supplied to the polymer block forming region and the mixability in the polymerization vessel. However, in order to produce a block copolymer with excellent tensile strength or impact resistance, Mn in the continuous polymerization region is at least 5,000, preferably at least 7,000, more preferably at least 9,00.
0 and Mw/Mn is less than 1.5, preferably 1.3
The following, more preferably 1. At least one vinyl aromatic hydrocarbon polymer block must be formed under the sand. Next, the monomers, solvents, etc. used in the method of the present invention will be explained.
本発明において共役ジェンを主体とするモノマーとは、
共役ジェソを5の重量%以上含有する共役ジェンとビニ
ル芳香族炭化水素との混合物、又は、共役ジェン単独の
モノマーであり、ビニル芳香族炭化水素を主体とするモ
ノマ−とは、ビニル芳香族炭化水素を5の重量%を超え
て含有する共役ジェンとビニル芳香族炭化水素との混合
物、又はピニル芳香族炭化水素単独のモノマーである。In the present invention, the monomer mainly composed of conjugated genes is
A mixture of a conjugated gen and a vinyl aromatic hydrocarbon containing 5% by weight or more of conjugated geso, or a monomer of a conjugated gen alone, and a monomer mainly composed of a vinyl aromatic hydrocarbon is a vinyl aromatic hydrocarbon. A mixture of a conjugated diene and a vinyl aromatic hydrocarbon containing more than 5% by weight of hydrogen, or a monomer of a vinyl aromatic hydrocarbon alone.
尚、ここで共役ジェンとビニル芳香族炭化水素との混合
物は必ずしも両者のモノマーを事前に混合しておく必要
はなく、共役ジオレフィンとビニル芳香族炭化水素が英
重合する条件下であれば別々の供給口から供給してもよ
い。本発明において使用する共役ジェンとしては、1対
の共役二重結合を有するジオレフィンであり、例えば1
,3−ブタジェン、2−メチル−1,3−ブタジエン(
イソプレン)、2,3ージメチル、一1,3−ブタジエ
ン、1,3ーベンタジェン、1,3−へキサジェン等が
あげられるが、特に一般的なものとしては、1,3ープ
タジェン、ィソプレンがあげられる。Note that in this case, the mixture of conjugated diolefin and vinyl aromatic hydrocarbon does not necessarily require mixing both monomers in advance, but they can be mixed separately as long as the conjugated diolefin and vinyl aromatic hydrocarbon are polymerized under conditions. It may be supplied from the supply port. The conjugated gene used in the present invention is a diolefin having one pair of conjugated double bonds, for example, one
, 3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene (
isoprene), 2,3-dimethyl, 1,3-butadiene, 1,3-bentadiene, 1,3-hexadiene, etc., and particularly common ones include 1,3-ptadiene and isoprene.
これらは1種のみならず2種以上の混合物として用いて
もよい。本発明において使用するピニル芳香族炭化水素
としては、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン
、p−tenーブチルスチレン、ジメチルスチレン、Q
ーメチルスチレン、ビニルナフタレン・ビニルアントラ
セン等で、特に一般的なものとしては、スチレン、Q−
メチルスチレンがあげられる。これら1種のみならず2
種以上の混合物として用いてもよい。本発明の方法にお
いて溶媒を使用する場合、溶媒としてはブタン、ベンタ
ン、ヘキサン、ィソベンタン、ベプタン、オクタン、ィ
ソオクタン等の脂肪族炭化水素、シクロベンタン、メチ
ルシクロベンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキ
サン、エチルシクロヘキサン等の8旨環式炭化水素、或
いはベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等
の芳香族炭化水素などが使用できる。These may be used not only as a single type but also as a mixture of two or more types. The pinyl aromatic hydrocarbons used in the present invention include styrene, methylstyrene, ethylstyrene, p-ten-butylstyrene, dimethylstyrene, Q
- Methylstyrene, vinylnaphthalene/vinylanthracene, etc. Particularly common are styrene, Q-
Examples include methylstyrene. Not only one of these, but also two
It may be used as a mixture of more than one species. When a solvent is used in the method of the present invention, examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as butane, bentane, hexane, isobentane, beptane, octane, isooctane, etc., cyclobentane, methylcyclobentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, etc. Eight ring hydrocarbons, or aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, etc. can be used.
これらは目的に応じて混合して用いることも出来る。尚
、本発明の方法において脂肪族炭化水素を主体とする溶
媒を使用する場合、これは脂肪族炭化水素を50重量%
以上含有する溶媒を意味する。これらの溶媒中には少量
の極性化合物を添加して重合速度を速めたり、共役ジェ
ンとビニル芳香族炭化水素の共重合反応性比を変えて最
終的に得られるブロック共重合体を所望の構造の重合体
にすることもできる。これらの極性化合物の例としては
、エーテル類、アミン類、チオェーテル類、ホスフイン
及びホスホルアミドなどがあげられる。適当なエーテル
類の例はジメチルェーテル、ジェチルェーテル、ジフェ
ニルェーテル及びテトラヒドロフラン、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチ
ルエーテルである。アミン類としては第三級アミン、例
えばトリメチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチ
ルエチレンジアミンの外、環状第三級アミンなども使用
できる。ホスフィン及びホスホルアミドとしてはトリフ
ェニルホスフイン及びへキサメチルホスホルアミドがあ
る。これら極性化合物の添加量は、使用する極性化合物
の種類、リビングポリマーの活性点量、重合温度により
大きく変るが、本発明の方法における連続重合領域にお
いてMnが少なくとも5000であるビニル芳香族炭化
水素重合体ブロックが少なくとも1個形成される様な添
加量に止めておくことが必要である。又、本発明の方法
においては、1,2ーブタジエン、ビニルアセチレン、
シクロベンタジエン、第1級及び第2級アミン、塩化ブ
チル、臭化プチル、有機スルホン酸塩などのゲル化防止
剤を使用することもできる。These can also be mixed and used depending on the purpose. In addition, when using a solvent mainly composed of aliphatic hydrocarbons in the method of the present invention, it is necessary to use a solvent containing 50% by weight of aliphatic hydrocarbons.
It means a solvent containing the above. A small amount of a polar compound may be added to these solvents to speed up the polymerization rate, or the copolymerization reactivity ratio of the conjugated diene and vinyl aromatic hydrocarbon may be changed to give the final block copolymer the desired structure. It can also be made into a polymer. Examples of these polar compounds include ethers, amines, thioethers, phosphine and phosphoramide. Examples of suitable ethers are dimethyl ether, diethyl ether, diphenyl ether and tetrahydrofuran, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether. As the amines, in addition to tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, and tetramethylethylenediamine, cyclic tertiary amines can also be used. Phosphines and phosphoramides include triphenylphosphine and hexamethylphosphoramide. The amount of these polar compounds added varies greatly depending on the type of polar compound used, the amount of active sites in the living polymer, and the polymerization temperature, but in the continuous polymerization region of the method of the present invention, vinyl aromatic hydrocarbon polymers with Mn of at least 5000 are used. It is necessary to limit the amount added so that at least one coalesced block is formed. In addition, in the method of the present invention, 1,2-butadiene, vinyl acetylene,
Antigelation agents such as cyclobentadiene, primary and secondary amines, butyl chloride, butyl bromide, organic sulfonates, etc. can also be used.
これらは一般にモノマー及び溶媒の全体量に対して1%
以下、好ましくは0.5%以下の量で使用される。本発
明の方法において連続重合領域で連続的に製造されたブ
ロック共重合体は、必要に応じて水、アルコール類、有
機酸及び無機酸類等の重合停止剤をリビングポリマーの
活性点を失活せしめるのに充分な量を添加することによ
り不活性される。These are generally 1% based on the total amount of monomer and solvent.
Hereinafter, it is preferably used in an amount of 0.5% or less. In the method of the present invention, the block copolymer continuously produced in the continuous polymerization region is treated with a polymerization terminator such as water, alcohols, organic acids, and inorganic acids to deactivate the active sites of the living polymer, as necessary. Inactivation is achieved by adding sufficient amounts to
この際、水、アルコール類の代わりに二酸化炭素、アル
キレンオキサィド、アルキレンスルフィド等を反応させ
るなど重合停止剤を適当に選ぶことにより、末端に−O
H,一SH,一COO日,一COC1,一S03日,一
C;等の種々の官能基を末端に有するブロック共重合体
を得ることができる。ブロック共重合体には必要に応じ
て耐熱性、耐腰性等を向上させる目的で各種の安定剤を
加えることも可能である。本発明の方法により得られた
ブロック共重合体溶液よりブロック共重合体を回収する
方法には、例えばメタノール等の沈澱剤を用いて沈澱さ
せてフロック共重合体を回収する方法、溶液を加熱して
溶媒を蒸発させて共重合体を回収する方法、更にブロッ
ク共重合体溶液を水に分散させ、水蒸気を吹き込んで溶
媒を加熱留去して共重合体を回収する方法など従来公知
の任意の方法が採用できる。At this time, by appropriately selecting a polymerization terminator such as reacting carbon dioxide, alkylene oxide, alkylene sulfide, etc. instead of water or alcohol, -O
Block copolymers having various functional groups such as H, 1SH, 1COO, 1COC1, 1SO3, and 1C at their terminals can be obtained. If necessary, various stabilizers can be added to the block copolymer for the purpose of improving heat resistance, stiffness resistance, etc. Methods of recovering the block copolymer from the block copolymer solution obtained by the method of the present invention include, for example, a method of recovering the floc copolymer by precipitation using a precipitating agent such as methanol, and a method of recovering the floc copolymer by precipitation using a precipitating agent such as methanol. Any conventionally known method can be used, such as a method in which the copolymer is recovered by evaporating the solvent, or a method in which the block copolymer solution is dispersed in water, and the copolymer is recovered by blowing water vapor into the solution and distilling off the solvent by heating. method can be adopted.
本発明の方法により得られるブロック共重合体は水素添
加、ハロゲン化、ハロゲン化水素化を行い、或いは化学
反応によってカルボキシル基、ェステル基、ニトリル基
、スルホン酸基等の導入を行うなど種々の改質をはかっ
てもよい。The block copolymer obtained by the method of the present invention can be subjected to various modifications such as hydrogenation, halogenation, hydrohalogenation, or introduction of carboxyl groups, ester groups, nitrile groups, sulfonic acid groups, etc. through chemical reactions. You can measure the quality.
更に、ブロック共重合体は必要に応じ種々の添加剤、例
えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸
化チタン、クレー、タルク、ガラスビーズ、ガラス繊維
などの無機充填剤、カーボンブラックなどの有機補強剤
、カーボン繊維、合成繊維などの有機繊維、クマ。ンィ
ンデン樹脂、テルベン樹脂などの粘着剤、有機パーオキ
サィド、無機パーオキサィド、ィオゥなどの架橋剤、パ
ラフィン系、ナフテン系及びアロマ系のオイル、各種の
顔料、染料、灘燃剤、帯電防止剤、滑剤、可塑剤、その
他の増量剤或いはこれらの混合物などを適当量混合して
使用することも可能である。本発明の方法により得られ
たブロック共重合体の用途は、その熱可塑弾性体として
の特性又は熱可塑性樹脂としての特性を生かして極めて
広範囲にわたるが、その例を示すならば、ゴム糸、ホー
ス、窓枠、シート、フィルムなどの押出成形品、押出シ
ートを真空、圧空等によって熱成形した成形品、履物、
容器などの射出成形品、ガン具類、家庭用品などのブロ
ー成形品、パッキング、シート、プレートなどの圧搾成
形品、あるいは溶液として接着剤に、水に分散せしめて
ラテツクスに、またフィルムとして各種包装等にも使用
される。更にブロック共重合体は天然ゴム又は各種合成
ゴムと任意の比率で混合し、或いはポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、ア
クリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体等の各
種熱可塑性樹脂類の1種又は2種以上の混合物と混合し
てその改質をはかるにも有用な素材として利用できる。
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが
、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでない
ことはいうまでもない。Furthermore, the block copolymer may contain various additives as necessary, such as inorganic fillers such as calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc oxide, titanium oxide, clay, talc, glass beads, and glass fibers, and organic reinforcing agents such as carbon black. , carbon fiber, organic fibers such as synthetic fibers, bears. Adhesives such as linden resin and terbene resin, organic peroxides, inorganic peroxides, crosslinking agents such as sulfur, paraffinic, naphthenic and aromatic oils, various pigments, dyes, fuel agents, antistatic agents, lubricants, plasticizers. It is also possible to use a suitable amount of other fillers or mixtures thereof. The use of the block copolymer obtained by the method of the present invention is extremely wide-ranging, taking advantage of its properties as a thermoplastic elastomer or thermoplastic resin. Examples include rubber thread, hoses, etc. , extruded products such as window frames, sheets, and films; molded products made by thermoforming extruded sheets using vacuum, compressed air, etc.; footwear;
Injection molded products such as containers, blow molded products such as gun tools and household goods, compression molded products such as packing, sheets, plates, etc., as well as various types of packaging such as adhesives as solutions, latex as dispersed in water, and various types of packaging as films. It is also used for Furthermore, the block copolymer may be mixed with natural rubber or various synthetic rubbers in any ratio, or one of various thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, high-impact polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, etc. Alternatively, it can be used as a useful material to modify the mixture by mixing it with a mixture of two or more types.
EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these Examples.
実施例1〜3及び鮫例1,2
nープチルリチウムを触媒としてシクロヘキサン溶液中
で得たポリスチレンのリビングポリマーを用いて、第1
図に示すフローシートの如く重合器を2基連結した連続
重合装置により連続重合を行った。Examples 1 to 3 and Shark Examples 1 and 2 Using a living polymer of polystyrene obtained in a cyclohexane solution using n-butyllithium as a catalyst, the first
Continuous polymerization was carried out using a continuous polymerization apparatus in which two polymerization vessels were connected as shown in the flow sheet shown in the figure.
まず、ポリスチレンのリビングポリマーを製造するため
、窒素ガスで内部置換したステンレス製の濃伴機付き重
合器に、予め精製乾燥したスチレンを2の重量%の濃度
で含有するシクロヘキサン溶液を仕込み、次いで触媒と
してnーブチルリチゥムを添加して5000で2時間重
合した。First, in order to produce a living polymer of polystyrene, a cyclohexane solution containing previously purified and dried styrene at a concentration of 2% by weight was charged into a stainless steel polymerization vessel equipped with a thickener, the interior of which was purged with nitrogen gas. Then n-butyllithium was added and polymerized at 5000 for 2 hours.
触媒の添加量は、得られるポリスチレンのMnが第1表
に示した値になるように調節した。この方法で得られた
のMw/Mnは約1.15であった。また、分子量分布
が広いポリスチレンを得る場合にはスチレンのシクロヘ
キサン溶液の一部及び触媒の一部をそれぞれ数回に分割
して逐次的に添加し、重合させた。かかる方法によりM
w/Mnがそれぞれ第1表に示したようなポリスチレン
のリビングポリマーを製造した。ここで使用た重合器は
、次に連続重合工程においてはそのまま貯蔵槽Tとして
使用した。連続重合工程においては、L/Dが約12の
ステンレス製渡洋機付きの重合器R−1として使用し、
L/Dが約8の重合器をR−2として使用した。The amount of catalyst added was adjusted so that the Mn of the resulting polystyrene would be the value shown in Table 1. The Mw/Mn obtained by this method was about 1.15. Further, in order to obtain polystyrene with a wide molecular weight distribution, a portion of the cyclohexane solution of styrene and a portion of the catalyst were each divided into several portions and added sequentially to polymerize. By this method, M
Living polystyrene polymers having w/Mn as shown in Table 1 were prepared. The polymerization vessel used here was then used as a storage tank T in the next continuous polymerization process. In the continuous polymerization process, a polymerization vessel R-1 with a stainless steel boat with an L/D of approximately 12 is used,
A polymerization vessel with L/D of about 8 was used as R-2.
予め窒素ガスで内部置換した後、所定温度まで昇温され
た重合器R−1には前記のポリスチレンのリビングポリ
マー及びブタジェンを、又重合器R−2にはスチレンを
各々重量比で15:70:15の割合で連続的に供V給
した。ブタジェン及びスチレンは、それぞれ2の重量%
シクロヘキサン溶液として供給した。重合器R−1及び
重合器R−2における平均滞留時間はそれぞれ約45分
、及び約35分とし、重合温度はそれぞれ平均約90℃
、及び約75℃に設定して連続重合した。かかる条件下
での各重合器出口におけるプタジェン又はスチレンの転
化率は約95%以上であった。重合器R−2より連続的
に送り出されるブロック共重合体溶液にジーtenーブ
チルーpークレゾール、及びトリスノニルフェニルフオ
スフアイトを安定剤としてブロック共重合体10の重量
部当りそれぞれ0.5重量部添加した後、溶媒を加熱除
去してブロック共重合体を得た。The living polymer of polystyrene and butadiene were placed in the polymerization vessel R-1, which had been internally purged with nitrogen gas and heated to a predetermined temperature, and the styrene was placed in the polymerization vessel R-2 at a weight ratio of 15:70. :V was continuously supplied at a ratio of 15:1. Butadiene and styrene are each 2% by weight
Supplied as a cyclohexane solution. The average residence time in polymerization vessel R-1 and polymerization vessel R-2 was about 45 minutes and about 35 minutes, respectively, and the polymerization temperature was about 90°C on average, respectively.
, and about 75° C. for continuous polymerization. Under these conditions, the conversion rate of putadiene or styrene at the outlet of each polymerization vessel was about 95% or more. 0.5 parts by weight of each of di-ten-butyl-p-cresol and trisnonylphenyl phosphorite were added as stabilizers to the block copolymer solution continuously fed from the polymerization vessel R-2 per 10 parts by weight of the block copolymer. Thereafter, the solvent was removed by heating to obtain a block copolymer.
得られたブロック共重合体のスチレン含有量は約29〜
31重量%、ブ。ックスチレン含有量は約28〜31重
量%、メルトフo‐インデックス(ASTMD−123
8‐5汀、条件G)は約4〜8であった。得られたブロ
ック共重合体の物性を第1表に示すが、予備重合体とし
てMn又はMw/Mnのいずれかが本発明の範囲を逸脱
したポリスチレンのリビングポリマーを用いて連続重合
したものは引張強度が極めて低下することが第1表の結
果から明瞭である。The styrene content of the obtained block copolymer is about 29~
31% by weight, bu. The styrene content is approximately 28-31% by weight, and the melt o-index (ASTMD-123
8-5, condition G) was approximately 4-8. The physical properties of the obtained block copolymers are shown in Table 1, but those that were continuously polymerized using polystyrene living polymers with either Mn or Mw/Mn outside the scope of the present invention as prepolymers had tensile strength. It is clear from the results in Table 1 that the strength is extremely reduced.
尚、本発明の方法による連続重合では、重合したブロッ
ク共重合体溶液が重合器R−2出口から出始めた比較的
初期の時点でほぼ所望の物性値を示すブロック共重合体
が製造されており、約30分後には定常状態に達成して
その後は第1表に示した如き物性を有するブロック共重
合体が安定に連続的に得られた。In addition, in the continuous polymerization according to the method of the present invention, a block copolymer exhibiting almost desired physical property values is produced at a relatively early stage when the polymerized block copolymer solution starts to come out from the exit of the polymerization vessel R-2. After about 30 minutes, a steady state was reached, and thereafter a block copolymer having the physical properties shown in Table 1 was stably and continuously obtained.
又、本発明の方法による連続重合を10日間連続して実
施したが、ゲル状物質が生成して配管等の詰りを生じる
とか、物性が大きく変動するとかの問題は全くなく安定
に運転を継続することができた。第 1 表
注1)引張強度、伸び,300※伸びにおける引張応力
及び硬さはJIS K−6301に準じて測定した。Continuous polymerization using the method of the present invention was carried out for 10 consecutive days, and stable operation continued without any problems such as clogging of piping due to the formation of gel-like substances or large fluctuations in physical properties. We were able to. Table 1 Note 1) Tensile strength, elongation, tensile stress at 300* elongation, and hardness were measured according to JIS K-6301.
実施例4,5及び比較例3
n−ブチルリチウムを触媒としてn′ーヘキサン溶液中
で得た(ポリブタジェン)一(ポリスチレン)からなる
ブロック共重合体のIJビングポリマーを用いて、第1
図に示すフローシートの如き連続重合装置により連続重
合を行った。Examples 4 and 5 and Comparative Example 3 Using IJ Bing polymer, a block copolymer consisting of (polybutadiene)-(polystyrene), obtained in an n'-hexane solution using n-butyllithium as a catalyst, the first
Continuous polymerization was carried out using a continuous polymerization apparatus such as the flow sheet shown in the figure.
まず、ブロック共重合体のりビングポリマーを製造する
ため、窒素ガスで内部置換したステンレス製の健梓機付
き重合器に、予め精製乾燥したブタジヱンを20重量%
の濃度で含有するnーヘキサン溶液を仕込み、次いで触
媒としてnーブチルリチウムを添加して70ooで90
分間重合した。First, in order to produce a block copolymer sliding polymer, 20% by weight of butadiene, which had been purified and dried in advance, was placed in a stainless steel polymerization vessel with a nitrogen gas purging inside.
A n-hexane solution containing a concentration of
Polymerized for minutes.
その後スチレンを2の重量%の濃度で含有するn−へキ
サン溶液を添加し、50qoで2時間重合を継続した。
添加したモノマー量及び触媒量はブロック共重合体のポ
リスチレンプ。ックの分子量及びスチレン含有量が第2
表のようになるように調節した。連続重合工程の重合器
は実施例1と同じものを使用した。モノマーはプタジェ
ン、スチレン共に2の重量%nーヘキサン溶液として供
給し、各重合器に供給するモノマ−の供給割合を第2表
の如くした以外は実施例1と同様の方法で連続重合を行
った。最終的に得られたブロック共重合体のスチレン含
有量は約39〜41重量%、ブロックスチレン含有量は
約38〜41重量%、メルトフローィンデックスは8〜
12であった。尚、比較例3としてスチレン含有量が3
1重量%のブロック共重合体のIJビングポリマーの代
わりにスチレン含有量が31重量%のランダム共重合体
のIJビングポリマーを用いて上記と同様に連続車合を
行ったが、禾加硫状態で引張強度に優れたブロック共重
合体は得られなかった。Thereafter, an n-hexane solution containing styrene at a concentration of 2% by weight was added, and the polymerization was continued at 50 qo for 2 hours.
The amount of monomer and catalyst added is polystyrene block copolymer. The molecular weight and styrene content of the
I adjusted it so that it looks like the table. The same polymerization vessel as in Example 1 was used for the continuous polymerization process. Continuous polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that the monomers, ptagene and styrene, were supplied as 2% by weight n-hexane solutions, and the monomer supply ratios to each polymerization vessel were as shown in Table 2. . The finally obtained block copolymer has a styrene content of approximately 39 to 41% by weight, a block styrene content of approximately 38 to 41% by weight, and a melt flow index of 8 to 41% by weight.
It was 12. In addition, as comparative example 3, the styrene content was 3
Continuous polymerization was carried out in the same manner as above using IJ Bing polymer, which is a random copolymer with a styrene content of 31 wt%, instead of IJ Bing polymer, which is a block copolymer containing 1 wt%, but the vulcanized state was A block copolymer with excellent tensile strength could not be obtained.
第 2 表
実施例6及び比較例4
L/Dが約20のステンレス製櫨洋機付き重合器の底部
より実施例1と同様の方法で得たポリスチレソのリビン
グポリマー、及びブタジェンを2の重量%の濃度で含有
するシクロヘキサン溶液を連続的に供給し、更に重合器
の底部から3/4の位置に設けられた供給口よりスチレ
ンを2の重量%の濃度で含有するシクロヘキサン溶液を
連続的に供給して重合した。Table 2 Example 6 and Comparative Example 4 A living polymer of polystyrene obtained from the bottom of a stainless steel polymerization vessel with an L/D of about 20 in the same manner as in Example 1, and butadiene in an amount of 2% by weight A cyclohexane solution containing styrene at a concentration of 2 wt. and polymerized.
リビングポリマー、ブタジェン及びスチレンは各々重量
比で20:60:20の割合で、重合器内の平均滞留時
間が約30分になるように連続的に供給した。又重合温
度は、重合器の底部からスチレンの供給口までを平均約
90qo、スチレンの供給口から重合器の頭頂までを平
均約80qoに設定した。更に実施例6においては、重
合器の底部より供給したプタジェンと重合器の側面より
供V給したスチレンをそれぞれ別々の重合領域で重合さ
せること、及び各重合体ブロックの分子量分布を狭くす
ることを目的として開□率が約30%の目皿を3枚重合
器内に等間隔に設けたが、比較例4では目皿は使用しな
かった。最終的に得られたブロック共重合体のスチレン
含有量は約39〜41重量%、ブロックスチレン含有量
は実施6の場合約35〜4の重量%、実施例4の場合約
25〜3の重量%であった。The living polymer, butadiene, and styrene were each continuously fed at a weight ratio of 20:60:20 so that the average residence time in the polymerization vessel was about 30 minutes. The polymerization temperature was set at an average of about 90 qo from the bottom of the polymerization vessel to the styrene supply port, and about 80 qo on average from the styrene supply port to the top of the polymerization vessel. Furthermore, in Example 6, ptagene supplied from the bottom of the polymerization vessel and styrene supplied from the side of the polymerization vessel were polymerized in separate polymerization regions, and the molecular weight distribution of each polymer block was narrowed. For the purpose, three perforated plates with an open area ratio of about 30% were provided at equal intervals in the polymerization vessel, but in Comparative Example 4, no perforated plates were used. The styrene content of the finally obtained block copolymer is about 39-41% by weight, the block styrene content is about 35-4% by weight in the case of Example 6, and about 25-3% by weight in the case of Example 4. %Met.
フロツク共重合体の引調強度は実施例6の方が格段に優
れていた。本発明者らは比較例4のブロック共重合体の
引張強度が実施例6より低い原因が連続重合工程で形成
されるポリスチレンブロックの分子量の大きさに起因す
ると考え、ポリスチレンのリビングポリマーの代わりに
それと同一の活性点濃度を有するポリブタジェンのリビ
ングポリマーを用いて実施例6及び比較例4と同一条件
下における連続重合を試みた。得られたブロック共重合
体をそれぞれ過酸化物によって分解後、ポIJスチレン
部分の分子量を測定したところ、比較例4に対応するポ
リスチレンのMnは約4500であった。比較例 5
実施例1においてL/Dが約2の重合器をR−2として
使用し、重合器R−1に供給する予備重合体のりビング
ポIJマー、ブタジェン、及び重合器R−2に供給する
スチレンの供給量を各々重量比で20:60:20の割
合で連続的に供給して重のさせた他は、実施例1と同様
にしてスチレン含有量が約39〜41重量%、ブロック
スチレン含有量が約38〜41重量%、メルトフローイ
ンデツクスが8〜12のブロック共重合体を得た。The tensile strength of the flock copolymer of Example 6 was much better. The present inventors believe that the reason why the tensile strength of the block copolymer of Comparative Example 4 is lower than that of Example 6 is due to the large molecular weight of the polystyrene blocks formed in the continuous polymerization process, and therefore Continuous polymerization was attempted under the same conditions as in Example 6 and Comparative Example 4 using a polybutadiene living polymer having the same active site concentration. After each of the obtained block copolymers was decomposed with a peroxide, the molecular weight of the polystyrene portion of the polystyrene was measured, and the Mn of the polystyrene corresponding to Comparative Example 4 was approximately 4,500. Comparative Example 5 In Example 1, the polymerization vessel with L/D of about 2 was used as R-2, and the prepolymer applied to the polymerization vessel R-1, the IJ polymer, butadiene, and the polymerization vessel R-2 were supplied. A block with a styrene content of approximately 39 to 41% by weight was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of styrene was continuously supplied at a weight ratio of 20:60:20. A block copolymer having a styrene content of about 38-41% by weight and a melt flow index of 8-12 was obtained.
このブロック共重合体の物性は第3表に示した通りであ
った。本発明者らは比較例5のブロック共重合体の引張
強度が劣る原因が連続重合工程で形成されるポリスチレ
ンフロックによるものと考え、実施例6と同様の解析を
試みた。その結果、蓬続重合領域で形成されるポリスチ
レンブロツクはMw/Mnが1.5以上でり、そのため
に引張強度が低いことが明らかになった。3 表
実施例7及び8
実施例6において使用したポリスチレンのリビングポリ
マーの代わりに、実施例4で使用したブロック共重合体
と同様の方法で製造したブロック共重合体のりビングポ
リマーを用いて実施例6と同様の重合形態で連続重合を
行った。The physical properties of this block copolymer were as shown in Table 3. The present inventors believed that the cause of the inferior tensile strength of the block copolymer of Comparative Example 5 was due to the polystyrene flocs formed in the continuous polymerization process, and attempted the same analysis as in Example 6. As a result, it was revealed that the polystyrene block formed in the continuous polymerization region had a Mw/Mn of 1.5 or more, and therefore had a low tensile strength. 3 Table Examples 7 and 8 In place of the polystyrene living polymer used in Example 6, a living block copolymer produced in the same manner as the block copolymer used in Example 4 was used. Continuous polymerization was carried out in the same polymerization mode as in Example 6.
重合条件は第4表に示した。尚、重合器に供給するブチ
ジェン及びスチレンは、それぞれ、2の重量%濃度のn
−へキサン溶液を使用し、重合器内の平均滞留時間はい
ずれも約3び分とした。第 4 表
注2)実施例8の引張特性はJIS−K6871に準じ
て測定した。The polymerization conditions are shown in Table 4. Incidentally, butylene and styrene supplied to the polymerization vessel each have a concentration of 2% by weight n
- A hexane solution was used, and the average residence time in the polymerization vessel was approximately 3 minutes. Table 4 Note 2) The tensile properties of Example 8 were measured according to JIS-K6871.
実施例9,10及び11実施例1,4及び6と同一の重
合形態でスチレン含有量が6の重量%以上のブロック共
重合体を連続重合した。Examples 9, 10 and 11 Block copolymers having a styrene content of 6% by weight or more were continuously polymerized in the same polymerization form as in Examples 1, 4 and 6.
結果を第6表に示す。第 6 表
注3)上記実施例の物性はJIS−K−6871K準じ
て測定した。The results are shown in Table 6. Table 6 Note 3) The physical properties of the above examples were measured according to JIS-K-6871K.
実施例 12連続重合工程の重合器としてスクリュー型
の縄洋装層を2個内蔵したL/D約30の自己清掃型重
合器を用い、しかも連続重合工程で添加するモノマーは
溶媒で希釈しないものを供給する無溶媒連続重合を行っ
た。Example 12 A self-cleaning polymerization vessel with an L/D of about 30 and equipped with two screw-type rope layers was used as the polymerization vessel for the continuous polymerization process, and the monomer added in the continuous polymerization process was not diluted with a solvent. Continuous solvent-free polymerization was carried out.
実施例1においてスチレンを5匹重量%の濃度で含有す
るシクロヘキサン溶液を使用した以外は実施例1と同様
の方法で重合したポリスチレンのリビングポリマー、ブ
タジェン及びスチレンの一部をそれぞれ自己清掃型重合
器の底部より、更にスチレソの残部を該重合器の底部よ
り約3/乱の供置に設けられた供給口より各々重量比で
30:20:15:35の割合で、重合器内の平均滞留
時間が約2び分になるように連続的に供給した。A living polymer of polystyrene, butadiene, and a portion of styrene polymerized in the same manner as in Example 1 except that a cyclohexane solution containing styrene at a concentration of 5% by weight was used in a self-cleaning polymerization vessel. From the bottom of the polymerization vessel, the remainder of the styrene was further added from the supply ports provided at about 3/3 degrees from the bottom of the polymerization vessel at a ratio of 30:20:15:35 by weight, respectively, to the average retention in the polymerization vessel. It was fed continuously for about 2 minutes.
又重合温度は、重合器の底部から中間部のスチレン供給
口までを平均約800C、それ以降を平均約110qo
に設定した。最終的に得られたスチレン含有量が8の重
量%のフロツク共重合体は、実施例11のブロック共重
合体とほぼ同等の物性を示した。The polymerization temperature is about 800C on average from the bottom of the polymerization vessel to the styrene supply port in the middle, and about 110qo on average thereafter.
It was set to The finally obtained floc copolymer having a styrene content of 8% by weight exhibited almost the same physical properties as the block copolymer of Example 11.
第1図は、本発明方法の実施形態の一例を示す連続重合
フローシートである。
第2図は、本発明法の実施形態の他の例を示す連続重合
フローシートである。T・・・・・・貯蔵槽、R−1,
R−2,R−3,R−4・・・・・・重合器、1〜10
・・・・・・配管、B・・・・・・共役ジェン、A……
ビニル芳香族炭化水素、S……溶媒、P・・・・・・ブ
ロック共重合体。
第1図
第2図FIG. 1 is a continuous polymerization flow sheet showing an example of an embodiment of the method of the present invention. FIG. 2 is a continuous polymerization flow sheet showing another example of an embodiment of the method of the present invention. T...Storage tank, R-1,
R-2, R-3, R-4...Polymerizer, 1 to 10
...Piping, B... Conjugated Jen, A...
Vinyl aromatic hydrocarbon, S...solvent, P...block copolymer. Figure 1 Figure 2
Claims (1)
芳香族炭化水素を主体とする重合体ブロツクと、少なく
とも1個の共役ジエンを主体とする重合体ブロツクとを
有するブロツク共重合体を連続に製造するに際し、(a
) 予め該ブロツク共重合体を形成するモノマーの一部
を用い、有機リチウム化合物を触媒として数平均分子量
を少なくとも5,000でかつ重量平均分子量と数平均
分子量との比が1.5未満であるビニル芳香族炭化水素
重合体ブロツクを少なくとも1個有するリビングポリマ
ー(以下、予備重合体という)を回分法により製造し、
(b) しかる後、残部のモノマーを連続重合する連続
重合領域において、直列に連結した1基以上のL/D(
Lは重合器の長さ、Dは重合器の内径を示す)が6以上
の重合器を用い、第1番目の重合器に該予備重合体を連
続的に供給すると同時に、第1番目以降の重合器に残部
のモノマーをビニル芳香族炭化水素を主体とするモノマ
ー及び/又は共役ジエンを主体とするモノマーとして連
続的に供給して数平均分子量が少なくとも5,000で
かつ重量平均分子量と数平均分子量との比が1.5未満
であるビニル芳香族炭化水素重合体ブロツクを少なくと
も1個形成させるような条件下で連続重合することを特
徴とするブロツク共重合体の連続製造方法。 2 予備重合体がビニル芳香族炭化水素含有量40重量
%以上の重合体又は共重合体のリビングポリマーである
特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 予備重合体がビニル芳香族炭化水素重合体のリビン
グポリマーである特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 予備重合体が、1個の共役ジエンを主体とする重合
体ブロツクと、1個のビニル芳香族炭化水素を主体とす
る重合体ブロツクからなるブロツク共重合体のリビング
ポリマーである特許請求の範囲第2項記載の方法。 5 ビニル芳香族炭化水素含有量が60重量%を超える
ブロツク共重合体のリビングポリマーである特許請求の
範囲第4項記載の方法。 6 予備重合体が、脂肪族炭化水素を主体とする溶媒中
で製造した、ビニル芳香族炭化水素含有量が約75重量
%以下のブロツク共重合体のリビングポリマーである特
許請求の範囲第1項記載の方法。 7 連続重合領域において、直列に連結した2基以上の
重合器の奇数番目の重合器には共役ジエンを主体とする
モノマーを連続的に供給して重合させ、奇数番目の重合
器で得られた重合体のリビングポリマーを偶数番目の重
合器に連続的に供給すると同時に該重合器にビニル芳香
族炭化水素を主体とするモノマーを連続的に供給して重
合させる特許請求の範囲第1項記載の方法。 8 予備重合体がビニル芳香族炭化水素重合体、又は1
個の共役ジエンを主体とする重合体ブロツクと1個のビ
ニル芳香族炭化水素を主体とする重合体ブロツクからな
るブロツク共重合体であるリビングポリマーを第1番目
の重合器に連続的的に供給すると同時に、第1番目の重
合器に共役ジエンを主体とするモノマーを連続的に供給
して重合させ、第1番目の重合器で得られた重合体のリ
ビングポリマーを第2番目の重合器に連続的に供給しな
がら第2番目の重合器にビニル芳香族炭化水素を主体と
するモノマーを連続的に供給して重合させる特許請求の
範囲第7項記載の方法。 9 連続重量領域において、ビニル芳香族炭化水素を主
体とするモノマー及び又は共役ジエンを主体とするモノ
マーを少なくとも1基の重合器に2個所以上の供給口よ
りそれぞれ別々に供給して重合させる特許請求の範囲第
1項記載の方法。 10 連続重合領域において重合器を一基使用し、該重
合器の底部より共役ジエンを主体とするモノマーを連続
的に供給すると同時に、該重合器の側面に設けられた少
なくとも1個の供給口よりビニル芳香族炭化水素を主体
とするモノマーを連続的に供給する特許請求の範囲第9
項記載の方法。 11 予備重合体がビニル芳香族炭化水素重合体、又は
1個の共役ジエンを主体とする重合体ブロツクと1個の
ビニル芳香族炭化水素を主体とする重合体ブロツクから
なるブロツク共重合体であるリビングポリマーを一基の
重合器の底部より連続的に供給し、もしも該重合器には
更に底部より共役ジエンを主体とするモノマーを連続的
に供給すると同時に該重合器の側面に設けられた少なく
とも1個の供給口よりビニル芳香族炭化水素を主体とす
るモノマーを連続的に供給して重合させる特許請求の範
囲第10項記載の方法。 12 ビニル芳香族炭化水素を主体とするモノマー及び
共役ジエンを主体とするモノマーを2個所以上の供給口
より供給する重合器としてL/Dが約8以上の重合器を
使用する特許請求の範囲第9項、第10項又は第11項
記載の方法。 13 連続重合領域における重合溶媒として脂肪族炭化
水素を主体とする溶媒を使用する際し、各重合器で形成
される重合体のビニル芳香族炭化水素含有量を約75重
量%とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 14 予備重合体を形成するモノマー量と、連続重合領
域において連続重合するモノマー量との比が5:95〜
90:10(重量比)である特許請求の範囲第1項記載
の方法。 15 連続重合により最終的に得られるブロツク共重合
体中のビニル芳香族炭化水素含有量が5〜95%である
特許請求の範囲第1項記載の方法。 16 連続重合により最終的に得られるブロツク共重合
体中のビニル芳香族炭化水素含量が5重量%以上、60
重量%未満である特許請求の範囲第15項記載の方法。 17 連続重合により最終的に得られるブロツク共重合
体中のビニル芳香族炭化水素含有量が60〜95重量%
である特許請求の範囲第15項記載の方法。[Scope of Claims] 1. A block containing at least two vinyl aromatic hydrocarbon-based polymer blocks and at least one conjugated diene-based polymer block in an inert hydrocarbon solvent. When continuously producing a copolymer, (a
) Using a part of the monomers forming the block copolymer in advance and using an organolithium compound as a catalyst, the number average molecular weight is at least 5,000, and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is less than 1.5. A living polymer (hereinafter referred to as a prepolymer) having at least one vinyl aromatic hydrocarbon polymer block is produced by a batch method,
(b) After that, in the continuous polymerization region where the remaining monomers are continuously polymerized, one or more L/Ds (
L is the length of the polymerization vessel, and D is the inner diameter of the polymerization vessel. The remaining monomer is continuously fed into the polymerization vessel as a monomer mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons and/or a monomer mainly composed of conjugated dienes, so that the number average molecular weight is at least 5,000 and the number average molecular weight is equal to the number average molecular weight. 1. A method for continuously producing a block copolymer, which comprises carrying out continuous polymerization under conditions such that at least one vinyl aromatic hydrocarbon polymer block having a molecular weight ratio of less than 1.5 is formed. 2. The method according to claim 1, wherein the prepolymer is a living polymer or copolymer having a vinyl aromatic hydrocarbon content of 40% by weight or more. 3. The method of claim 2, wherein the prepolymer is a living polymer of vinyl aromatic hydrocarbon polymer. 4 Claims in which the prepolymer is a living polymer of a block copolymer consisting of a polymer block mainly composed of one conjugated diene and one polymer block mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbon. The method described in Section 2. 5. The method according to claim 4, wherein the living polymer is a block copolymer having a vinyl aromatic hydrocarbon content of more than 60% by weight. 6. Claim 1, wherein the prepolymer is a living block copolymer having a vinyl aromatic hydrocarbon content of about 75% by weight or less, produced in a solvent mainly composed of aliphatic hydrocarbons. Method described. 7 In the continuous polymerization region, a monomer mainly consisting of conjugated diene is continuously supplied and polymerized to the odd-numbered polymerization vessel of two or more polymerization vessels connected in series, and the monomer obtained in the odd-numbered polymerization vessel is Claim 1, wherein a living polymer of the polymer is continuously fed to an even-numbered polymerization vessel, and at the same time, a monomer mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbon is continuously fed to the polymerization vessel for polymerization. Method. 8 The prepolymer is a vinyl aromatic hydrocarbon polymer, or 1
A living polymer, which is a block copolymer consisting of a polymer block mainly composed of two conjugated dienes and a polymer block mainly composed of a vinyl aromatic hydrocarbon, is continuously supplied to the first polymerization vessel. At the same time, monomers mainly composed of conjugated dienes are continuously supplied to the first polymerization vessel for polymerization, and the living polymer obtained in the first polymerization vessel is transferred to the second polymerization vessel. 8. The method according to claim 7, wherein the monomer mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons is continuously supplied to the second polymerization reactor for polymerization. 9 A patent claim in which monomers mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons and/or monomers mainly composed of conjugated dienes are supplied to at least one polymerization vessel separately from two or more supply ports for polymerization in a continuous weight range. The method described in item 1. 10 One polymerization vessel is used in the continuous polymerization region, and a monomer mainly consisting of conjugated diene is continuously supplied from the bottom of the polymerization vessel, and at the same time, from at least one supply port provided on the side of the polymerization vessel. Claim 9: Continuously supplying a monomer mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons
The method described in section. 11 The prepolymer is a vinyl aromatic hydrocarbon polymer or a block copolymer consisting of a polymer block mainly composed of one conjugated diene and a polymer block mainly composed of one vinyl aromatic hydrocarbon. If a living polymer is continuously supplied from the bottom of one polymerization vessel, and a monomer mainly composed of conjugated diene is continuously supplied to the polymerization vessel from the bottom, at the same time at least 11. The method according to claim 10, wherein the monomer mainly consisting of vinyl aromatic hydrocarbon is continuously fed through one feed port for polymerization. 12 Claim No. 1 in which a polymerization vessel with an L/D of about 8 or more is used as a polymerization vessel to which monomers mainly composed of vinyl aromatic hydrocarbons and monomers mainly composed of conjugated dienes are supplied from two or more supply ports. The method according to item 9, item 10 or item 11. 13 When a solvent mainly composed of aliphatic hydrocarbons is used as the polymerization solvent in the continuous polymerization region, the vinyl aromatic hydrocarbon content of the polymer formed in each polymerization vessel is approximately 75% by weight. The method described in Scope 1. 14 The ratio of the amount of monomers forming the prepolymer to the amount of monomers continuously polymerizing in the continuous polymerization region is 5:95 to
The method according to claim 1, wherein the ratio is 90:10 (weight ratio). 15. The method according to claim 1, wherein the vinyl aromatic hydrocarbon content in the block copolymer finally obtained by continuous polymerization is 5 to 95%. 16 The vinyl aromatic hydrocarbon content in the block copolymer finally obtained by continuous polymerization is 5% by weight or more, 60
16. The method of claim 15, wherein less than % by weight. 17 The vinyl aromatic hydrocarbon content in the block copolymer finally obtained by continuous polymerization is 60 to 95% by weight
16. The method according to claim 15.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12295180A JPS6017407B2 (en) | 1980-09-06 | 1980-09-06 | Continuous production method of block copolymer |
| EP81304027A EP0048111B1 (en) | 1980-09-06 | 1981-09-03 | Process for continuously polymerizing a block copolymer and the block copolymer mixture obtained therefrom |
| DE8181304027T DE3175160D1 (en) | 1980-09-06 | 1981-09-03 | Process for continuously polymerizing a block copolymer and the block copolymer mixture obtained therefrom |
| AT81304027T ATE21520T1 (en) | 1980-09-06 | 1981-09-03 | PROCESS FOR THE CONTINUOUS POLYMERIZATION OF BLOCK COPOLYMERS AND THE BLENDS OF THESE BLOCK COPOLYMERS. |
| US06/509,670 US4530967A (en) | 1980-09-06 | 1983-06-30 | Process for continuously polymerizing a block copolymer and the block copolymer mixture obtained therefrom |
| US06/509,666 US4530966A (en) | 1980-09-06 | 1983-06-30 | Process for continuously polymerizing a block copolymer and the block copolymer mixture obtained therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12295180A JPS6017407B2 (en) | 1980-09-06 | 1980-09-06 | Continuous production method of block copolymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5747315A JPS5747315A (en) | 1982-03-18 |
| JPS6017407B2 true JPS6017407B2 (en) | 1985-05-02 |
Family
ID=14848651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12295180A Expired JPS6017407B2 (en) | 1980-09-06 | 1980-09-06 | Continuous production method of block copolymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017407B2 (en) |
-
1980
- 1980-09-06 JP JP12295180A patent/JPS6017407B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5747315A (en) | 1982-03-18 |
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