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JPS6258607B2 - - Google Patents
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JPS6258607B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6258607B2
JPS6258607B2 JP59123675A JP12367584A JPS6258607B2 JP S6258607 B2 JPS6258607 B2 JP S6258607B2 JP 59123675 A JP59123675 A JP 59123675A JP 12367584 A JP12367584 A JP 12367584A JP S6258607 B2 JPS6258607 B2 JP S6258607B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
brominated
vinyltoluene
polyvinyltoluene
solution
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP59123675A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS614704A (en
Inventor
Hiroyuki Watanabe
Tooru Kyota
Kyohide Matsui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sagami Chemical Research Institute
Tosoh Corp
Original Assignee
Sagami Chemical Research Institute
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sagami Chemical Research Institute, Toyo Soda Manufacturing Co Ltd filed Critical Sagami Chemical Research Institute
Priority to JP59123675A priority Critical patent/JPS614704A/en
Publication of JPS614704A publication Critical patent/JPS614704A/en
Publication of JPS6258607B2 publication Critical patent/JPS6258607B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は臭素化ポリビニルトルエンの製造法に
関する。さらに詳しくは、ビニルトルエンモノマ
ーを重合し、該重合体の分子量分布を乱すことな
く該重合体を臭素化し、臭素化ポリビニルトルエ
ンを製造する方法に関する。 分子量分布の狭い臭素化ポリビニルトルエン
は、高解像性かつ耐ドライエツチング性に優れた
感光性レジスト材料として有用である(特願昭58
−022873、特願昭58−023764等)。 ポリビニル芳香族化合物を臭素化する方法は公
知であり、例えばポリスチレンの臭素化方法とし
て、四塩化炭素のような溶媒中、過酸化ベンゾイ
ル等の過酸化物あるいはアゾビスイソブチロニト
リルのようなアゾ化合物等の触媒存在下、臭化ス
ルフリル、N―ブロモコハク酸イミド等の臭素化
剤を用いてポリスチレンを臭素化する方法等が公
知である。 しかし、これらの方法は、いずれも臭素化時に
原料の重合体の主鎖切断が生じ、生成する臭素化
物の分子量分布は、原料の重合体のそれに比較
し、非常に幅広いものとなる欠点を有している。 本発明者らは、この現状に鑑み鋭意研究を重ね
た結果、本発明を完成するに到つた。 本発明に従えば、ビニルトルエンモノマーを一
般式RM(Rはアルキル、アリールあるいはアラ
ルキル基から選ばれ、Mはリチウム、ナトリウム
あるいはカリウムから選ばれる。)で表わされる
有機金属存在下に重合し、該重合体溶液と臭素イ
オンの存在する水溶液からなる溶液を陽極液と
し、隔膜式電解槽を用いて通電を行い該重合体と
ほぼ同一の分子量分布を有する臭素化ポリビニル
トルエンが容易に製造でき、さらに通電量を変化
させるだけで任意の臭素化率を有する臭素化ポリ
ビニルトルエンを製造できる。 本発明は、ビニルトルエンモノマーの重合工程
と該重合体の臭素化工程からなる。以下各工程に
ついて説明を行う。 重合工程は通常のアニオン重合法により行うこ
とができる。 すなわち、ビニルトルエンモノマーは真空中あ
るいは不活性ガス気流中で適当な脱水剤により脱
水した後、蒸留を行い重合に用いることができ
る。 重合溶媒としては、アニオン重合および次工程
の臭素化工程を阻害しない溶媒であり、生成した
重合体に対し充分な溶解性を有するものであれば
よく、例えばベンゼン、t―ブチルベンゼン等の
芳香族系化合物を挙げることができる。 これらの溶媒は、ビニルトルエンモノマーと同
様な方法で脱水、蒸留した後に重合溶媒として用
いることができる。 重合開始剤としては一般式RM(Rはアルキ
ル、アリールあるいはアラルキル基から選ばれ、
Mはリチウム、ナトリウムあるいはカリウムから
選ばれる。)で表わされる有機金属化合物を用い
ることができる。このような有機金属化合物とし
ては例えばブチルリチウム、ナトリウムナフタレ
ン、ナトリウムアントラセン、ナトリウムビフエ
ニル、フエニルイソプロピルカリウム、α―メチ
ルスチレン4量体カリウム等を挙げることができ
る。 本発明における重合は高真空下あるいは不活性
ガス気流中で、通常ビニルトルエンモノマーおよ
び重合溶媒からなる重合系内を充分撹拌しなが
ら、例えば真空ビユーレツトなどを用いて、重合
系内の不純物量、目的とする生成重合体の分子量
の値に応じて適当な濃度に調整した開始剤を添加
することにより行うことができる。 ビニルトルエンモノマーの仕込み濃度は、目的
とする生成重合体の分子量の値に応じて0.5〜20
重量%で行うことが好ましい。 重合温度については特に制限はないが50℃以下
で行うことが好ましい。 上記重合はC1〜C6の低級アルコールを添加す
ることにより容易に停止できる。 このようにして得られた重合体溶液は、その分
子量に応じて重合体濃度を0.5〜20重量%に調整
し、臭素化工程に用いることができる。 該重合体の臭素化は、その分子量に応じて適当
な濃度に調整した重合体溶液と臭素イオンを含む
水溶液を隔膜式電解槽の陽極室に仕込み、撹拌を
行いながら、目的の臭素含有量を有する臭素化ポ
リビニルトルエンを得るのに必要な電気量を通電
することにより達成することができる。 本発明は、無隔膜電解槽を用いても実施可能で
あるが、無隔膜電解槽を用いた場合、その臭素化
効率が著しく低下し、好ましくない。 この理由は明らかではないが、本発明で得られ
る臭素化ポリビニルトルエンは、主にベンゼン核
のα位が臭素化されたものである。一方、このよ
うな臭素化物は容易に電極還元を受け、対応する
炭化水素になることが公知である。 従つて、本発明を無隔膜電解槽を用いて行う
と、ポリビニルトルエンの電解臭素化と生成した
臭素化ポリビニルトルエンの電解還元が並行して
起こるため、電解臭素化効率が著しく低下したも
のと考えられる。 臭素イオンを含む水溶液の臭素イオン源として
は、臭化水素酸あるいは臭素イオンを含む塩を用
いることができる。そのような塩としては、水に
可溶であり、その塩溶液が電解反応可能な導電性
をもつ塩であればよく、例えば、臭化リチウム、
臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化鉄、臭化コ
バルト、臭化カルシウム、臭化銅等の金属塩およ
び臭化アンモニウム、臭化テトラメチルアンモニ
ウム、臭化テトラエチルアンモニウム、臭化テト
ラブチルアンモニウム等のアンモニウム塩を挙げ
ることができる。好ましくは臭化水素酸である。 臭素イオン量は、通常3当量以上あればよい。
水溶液のPHは7以下、好ましくは5以下である。
水溶液のPHが7以上では臭素化反応は全んど進行
しなかつた。 さらに、PH14で無隔膜電解槽で臭素化反応を行
つた場合、ポリマーは全く回収できなかつた。水
溶液のPHを調整するために上記塩の他に例えば硫
酸、リン酸等の鉱酸、あるいは、例えば蟻酸、酢
酸、プロピオン酸、p―トルエンスルホン酸、ベ
ンゼンスルホン酸等の有機酸等を添加できる。 また、水溶液の導電性を改善するために例えば
フツ化ホウ素酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、p
―トルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム
のような、本反応に不活性な塩を添加することも
できる。 支持電解質濃度は特に制限はないが、20〜50重
量%で行うことが好ましい。 本発明は、バツチ式あるいは循環式のいずれの
方法でも実施できるが、陽極液の有機相と水相の
割合は、水相100容量部に対して有機相は1〜500
容量部、好ましくは10〜300容量部である。 電解相中の有機相が多くなれば、電解液の抵抗
が上昇する、逆に有機相が少なすぎると重合体へ
の臭素化効率が低下するため好ましくない。 陰極液としては、特に制限はないが、通常上記
陽極液の水溶液を用いることが好ましい。 本発明に用いられる電極は、通常の電解反応に
用いられ、本反応系に対して不活性なものであれ
ばよく、陰極としては例えば炭素、グラフアイト
あるいは任意の不活性金属、例えば白金、鉄、ス
テンレス鋼、鉛、ニツケル等、それらの合金およ
びそれらの金属を例えばチタン、タンタルのよう
な金属基板に被覆したもの等を挙げることができ
る。陽極としては、例えば炭素、グラフアイト、
白金、二酸化鉛等および白金、二酸化鉛、酸化ル
テニウム等をチタン、タンタルのような金属基板
に被覆したもの等を挙げることができる。 隔膜としては、本反応系に対し、耐性を有する
ものであればよく、例えばグラスフイルター、セ
ラミツクフイルター、アスベストフイルター、フ
ツ素系カチオン交換膜および本出願人が提示して
いるフツ素系アニオン交換膜(特願昭57−227443
等)を挙げることができる。好ましくは、フツ素
系アニオン交換膜である。 本発明を実施する際の電流密度は0.1mA/cm2
0.5A/cm2好ましくは1mA/cm2〜0.3A/cm2であ
る。 本発明は通常常温下で行われるが、必要に応じ
加熱あるいは冷却下で行うことができる。その際
電解温度は100℃以下で行うのが好ましい。 このような重合体を臭素化する際、反応系中、
特に有機相中に過剰の遊離臭素が存在するとポリ
マー鎖切断が起こり易い。これは高分子量の重合
体の臭素化、あるいは高度に該重合体を臭素化す
る際に認められる。 それ故、遊離臭素の除去処理を行うのが望まし
い。そのような処理としては、窒素、アルゴン等
の本反応に対して不活性なガスの吹き込みあるい
は系内を減圧にする等が挙げられる。 本臭素化反応は、無撹拌でも実施できるが、最
良の結果を得るためには、有機相と水相をよく混
合することが好ましい。 本発明に従えば、ビニルトルエンモノマーを重
合し、該重合体を単離することなく、該重合体の
臭素化が可能でありしかも、生成する臭素化ポリ
ビニルトルエンの分子量分布は、該重合体のそれ
とほぼ同一のものを製造できる。 さらに、通電量を変化させることにより、任意
の臭素含有量を有する臭素化ポリビニルトルエン
を製造できる。 本発明は、従来法では、実現できない分子量分
布の狭い臭素化ポリビニルトルエンを容易かつ簡
単に製造する方法を提供するものであり、その工
業的意義は大きい。 以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明
する。 参考例 フツ素系アニオン交換膜の製造法 CF2=CF2
The present invention relates to a method for producing brominated polyvinyltoluene. More specifically, the present invention relates to a method for producing brominated polyvinyltoluene by polymerizing a vinyltoluene monomer and brominating the polymer without disturbing the molecular weight distribution of the polymer. Brominated polyvinyltoluene, which has a narrow molecular weight distribution, is useful as a photosensitive resist material with high resolution and excellent dry etching resistance (Patent Application No. 1983).
-022873, patent application 1983-023764, etc.). Methods for brominating polyvinyl aromatic compounds are well known. For example, as a method for brominating polystyrene, a peroxide such as benzoyl peroxide or an azozoic acid such as azobisisobutyronitrile is used in a solvent such as carbon tetrachloride. A method of brominating polystyrene using a brominating agent such as sulfuryl bromide or N-bromosuccinimide in the presence of a catalyst such as a compound is known. However, all of these methods have the disadvantage that main chain scission of the raw material polymer occurs during bromination, and the molecular weight distribution of the produced brominated product is extremely wide compared to that of the raw material polymer. are doing. The present inventors have completed the present invention as a result of extensive research in view of this current situation. According to the present invention, a vinyltoluene monomer is polymerized in the presence of an organometallic of the general formula RM (R is selected from an alkyl, aryl or aralkyl group, and M is selected from lithium, sodium or potassium); By using a solution consisting of a polymer solution and an aqueous solution containing bromide ions as an anolyte and applying electricity using a diaphragm electrolytic cell, brominated polyvinyltoluene having almost the same molecular weight distribution as the polymer can be easily produced. Brominated polyvinyltoluene having an arbitrary bromination rate can be produced by simply changing the amount of current applied. The present invention consists of a step of polymerizing a vinyltoluene monomer and a step of brominating the polymer. Each step will be explained below. The polymerization step can be carried out by a normal anionic polymerization method. That is, the vinyl toluene monomer can be dehydrated with a suitable dehydrating agent in a vacuum or in an inert gas stream, followed by distillation and used for polymerization. The polymerization solvent may be any solvent that does not inhibit anionic polymerization and the next bromination step and has sufficient solubility for the produced polymer, such as aromatic solvents such as benzene and t-butylbenzene. Examples include type compounds. These solvents can be used as a polymerization solvent after being dehydrated and distilled in the same manner as the vinyl toluene monomer. The polymerization initiator has the general formula RM (R is selected from alkyl, aryl or aralkyl group,
M is selected from lithium, sodium or potassium. ) can be used. Examples of such organometallic compounds include butyllithium, sodium naphthalene, sodium anthracene, sodium biphenyl, phenylisopropyl potassium, α-methylstyrene tetramer potassium, and the like. The polymerization in the present invention is carried out under high vacuum or in an inert gas stream, usually with sufficient stirring of the polymerization system consisting of vinyltoluene monomer and polymerization solvent, using a vacuum burette, etc., to determine the amount of impurities in the polymerization system and This can be carried out by adding an initiator adjusted to an appropriate concentration depending on the molecular weight of the polymer to be produced. The concentration of vinyl toluene monomer is 0.5 to 20 depending on the molecular weight of the desired polymer.
Preferably, it is expressed in % by weight. There are no particular restrictions on the polymerization temperature, but it is preferably carried out at 50°C or lower. The above polymerization can be easily stopped by adding a C 1 to C 6 lower alcohol. The polymer solution thus obtained can be used in the bromination step, with the polymer concentration adjusted to 0.5 to 20% by weight depending on its molecular weight. Bromination of the polymer is carried out by charging a polymer solution adjusted to an appropriate concentration according to its molecular weight and an aqueous solution containing bromine ions into the anode chamber of a diaphragm electrolytic cell, and stirring to reach the desired bromine content. This can be achieved by applying the amount of electricity necessary to obtain the brominated polyvinyltoluene having the following properties. Although the present invention can be carried out using a membraneless electrolytic cell, the use of a membraneless electrolytic cell significantly reduces the bromination efficiency, which is not preferable. Although the reason for this is not clear, the brominated polyvinyltoluene obtained in the present invention is mainly brominated at the α-position of the benzene nucleus. On the other hand, it is known that such bromides easily undergo electrode reduction to the corresponding hydrocarbons. Therefore, it is thought that when the present invention is carried out using a membraneless electrolytic cell, electrolytic bromination of polyvinyltoluene and electrolytic reduction of the produced brominated polyvinyltoluene occur in parallel, resulting in a significant decrease in electrolytic bromination efficiency. It will be done. As a bromine ion source for an aqueous solution containing bromine ions, hydrobromic acid or a salt containing bromine ions can be used. Such a salt may be any salt that is soluble in water and has conductivity that allows the salt solution to undergo an electrolytic reaction, such as lithium bromide,
Metal salts such as sodium bromide, potassium bromide, iron bromide, cobalt bromide, calcium bromide, copper bromide, and ammonium bromide, tetramethylammonium bromide, tetraethylammonium bromide, tetrabutylammonium bromide, etc. Mention may be made of ammonium salts. Hydrobromic acid is preferred. The amount of bromine ions should normally be 3 equivalents or more.
The pH of the aqueous solution is 7 or less, preferably 5 or less.
When the pH of the aqueous solution was 7 or higher, the bromination reaction did not proceed at all. Furthermore, when the bromination reaction was carried out in a membraneless electrolytic cell at pH 14, no polymer could be recovered. In order to adjust the pH of the aqueous solution, mineral acids such as sulfuric acid and phosphoric acid, or organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, p-toluenesulfonic acid, and benzenesulfonic acid can be added in addition to the above salts. . In addition, to improve the conductivity of aqueous solutions, for example, sodium fluoroborate, sodium sulfate, p
-It is also possible to add inert salts to the reaction, such as tetrabutylammonium toluenesulfonate. The supporting electrolyte concentration is not particularly limited, but it is preferably 20 to 50% by weight. The present invention can be carried out by either a batch method or a circulation method, but the ratio of the organic phase to the aqueous phase of the anolyte is 1 to 500 parts by volume per 100 parts by volume of the aqueous phase.
parts by volume, preferably 10 to 300 parts by volume. If the amount of the organic phase in the electrolytic phase increases, the resistance of the electrolytic solution will increase.On the other hand, if the amount of the organic phase is too small, the efficiency of brominating the polymer will decrease, which is not preferable. Although there are no particular limitations on the catholyte, it is usually preferable to use an aqueous solution of the above-mentioned anolyte. The electrode used in the present invention may be any material as long as it is used in ordinary electrolytic reactions and is inert to the reaction system, and the cathode may be carbon, graphite, or any inert metal such as platinum or iron. , stainless steel, lead, nickel, alloys thereof, and metals thereof coated on metal substrates such as titanium and tantalum. For example, carbon, graphite,
Examples include platinum, lead dioxide, etc., and metal substrates such as titanium and tantalum coated with platinum, lead dioxide, ruthenium oxide, etc. The diaphragm may be any membrane as long as it is resistant to this reaction system, such as glass filters, ceramic filters, asbestos filters, fluorine-based cation exchange membranes, and fluorine-based anion exchange membranes proposed by the applicant. (Special application No. 57-227443
etc.). Preferably, it is a fluorine-based anion exchange membrane. The current density when carrying out the present invention is 0.1 mA/cm 2 ~
0.5A/ cm2 , preferably 1mA/ cm2 to 0.3A/ cm2 . The present invention is usually carried out at room temperature, but can be carried out under heating or cooling if necessary. At that time, the electrolysis temperature is preferably 100°C or lower. When brominating such a polymer, in the reaction system,
In particular, the presence of excess free bromine in the organic phase tends to cause polymer chain scission. This is observed when high molecular weight polymers are brominated or when the polymers are brominated to a high degree. Therefore, it is desirable to perform a treatment to remove free bromine. Examples of such treatment include blowing inert gas such as nitrogen and argon to the main reaction, or reducing the pressure in the system. Although this bromination reaction can be carried out without stirring, it is preferable to thoroughly mix the organic and aqueous phases to obtain the best results. According to the present invention, it is possible to polymerize a vinyltoluene monomer and bromine the polymer without isolating the polymer, and the molecular weight distribution of the brominated polyvinyltoluene produced is You can make something almost exactly the same. Furthermore, by changing the amount of current applied, brominated polyvinyltoluene having an arbitrary bromine content can be produced. The present invention provides a method for easily and simply producing brominated polyvinyltoluene with a narrow molecular weight distribution, which cannot be achieved by conventional methods, and has great industrial significance. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Reference example Manufacturing method of fluorine-based anion exchange membrane CF 2 = CF 2

【式】との共重合に より得られた共重合体をフイルム化(膜厚100
μ、SO3H換算交換容量0.92ミリ当量/g乾燥
膜)したのち、加水分解した。つぎに2NHClで処
理後、スルホニルクロリド化、ついで酸化処理し
て、該膜をカルボン酸化した。このようにして得
られたカルボン酸膜を五塩化リン―オキシ塩化リ
ン(重量比1:1.6)中で120℃24時間加熱した。
さらに、四塩化炭素中で洗浄したのち、乾燥し
た。この膜は赤外スペクトルにおいて1800cm-1
強いカルボニル吸収を示す。 乾燥エーテル中に上で得た酸クロリド膜を浸漬
し、氷冷下にジメチルアミンガスを通じ、冷却下
に6時間、室温にて18時間反応させた。1.5%重
曹水―メタノール混合溶液で80℃、5時間洗浄
し、減圧下、一夜乾燥した。無色透明の膜が得ら
れ、その赤外スペクトルにおいて、2930、1420cm
-1にC―H吸収、1700cm-1にアミドカルボニルに
よる吸収が認められた。 ついで、アルゴン雰位気下、乾燥ジグライムに
水素化ホウ素ナトリウムを溶解してから、上で得
られた膜を浸漬した。この中に三フツ化ホウ素エ
ーテル錯体の乾燥ジグライム溶液を氷冷下滴下し
た。冷却下に5時間、さらに100℃で18時間反応
させることにより、赤外スペクトルにおける1700
cm-1の吸収は消失し、アミン膜への還元が完全に
進行していた。得られた膜をメタノールで洗浄し
た後、ヨウ化メチルのメタノール溶液に入れ、60
℃で44時間反応させた。得られた膜をメタノール
で洗浄後、塩化リチウムのメタノール溶液中、60
℃で24時間反応させた。該膜をメタノール中で60
℃に加熱し目的の第四級アンモニウムクロリド基
を有する膜を得た。得られた膜は染色テストにお
いて、ブロモクレゾールパープルで青紫、クレゾ
ールレツドで赤紫に着色し、陰イオン交換基の存
在が確認された。 該陰イオン交換膜の交換容量は0.86ミリ当量/
g乾燥膜、電気抵抗は3.2g/cm2、輸率は0.86であ
つた。 実施例 1 10-5mmHgの真空下でベンゾフエノンナトリウ
ム錯体を用いて繰返し脱水したp―ビニルトルエ
ンモノマー20gおよびベンゼン500mlを混合し撹
拌しながら、sec―ブチルリチウムのヘキサン溶
液(濃度5.0×10-5mol/ml)2.6mlを添加して30
℃で2時間重合させた後、反応液にメタノール2
mlを添加し重合を停止した。得られた重合体の
GPC/光散乱測定からその重量平均分子量は1.7
×105、重量平均分子量(w)と数平均分子量
(n)の比で定義される分散度(w/n)
は1.04であつた。上記重合体溶液9ml、ベンゼン
6mlおよび8.8N臭化水素酸15mlを参考例で示し
たフツ素系アニオン交換膜を隔膜とする隔膜式電
解槽の陽極室に入れた。陰極液としては、8.8N
臭化水素酸30mlを用いた。 電極としては、コイル状白金電極(0.7φ×30
mm)2本を用いた。陽極液上部に窒素を流しなが
ら、かつ、陽極液をスタラーチツプで撹拌しつ
つ、0.3Aで50分間通電を行つた。その際、端末
電圧は1.5Vから2.0Vまで変化した。 反応終了後、有機相をメタノール100mlに注ぎ
臭素化ポリ(p―ビニルトルエン)0.58gを得
た。 元素分析の結果、臭素含有量は40.5%であつ
た。この値から計算されるp―ビニルトルエン繰
返し単位当りの臭素化率は1.00であることがわか
つた。また、GPC測定の結果から分散度は原料
の重合体とほぼ同じ値であつた。プロトン核磁気
共鳴スペクトルを測定した結果、原料のポリ(p
―ビニルトルエン)で認められたピークの他にδ
4.5ppm(溶媒:CDCl3、内部標準TMS)付近にメ
チル基が臭素化されたメチレンプロトンに帰属で
きるピークが認められた。 実施例 2 sec―ブチルリチウムのヘキサン溶液(濃度5.0
×10-5mol/ml)を11mlとした以外は実施例1と
同様に重合を行い、ポリ(p―ビニルトルエン)
溶液を得た。ポリ(p―ビニルトルエン)の重量
平均分子量は4.2×104、分散度は1.02であつた。
この重合体溶液15mlを用いて、電流値を0.5Aと
し通電時間を40分とした以外は実施例1と同様な
方法により臭素化を行い臭素化ポリ(p―ビニル
トルエン)0.86gを得た。電解時の端末電圧は約
6Vであつた。 元素分析値より計算したp―ビニルトルエン繰
返し単位当りの臭素化率は1.03であることがわか
つた。GPC測定の結果、該臭素化ポリ(p―ビ
ニルトルエン)の分散度は、原料重合体のそれと
ほぼ同一であつた。 実施例 3〜7 実施例2で調製したポリ(p―ビニルトルエ
ン)溶液を用い、種々の水溶液を用い、通電量を
実施例2と同一とした以外は、実施例2と同様な
方法により電解臭素化を行つた。その結果を表1
に示す。GPC測定の結果、いずれの臭素化ポリ
(p―ビニルトルエン)の分散度も原料の重合体
のそれとほぼ同一であつた。
The copolymer obtained by copolymerization with [Formula] is made into a film (thickness: 100
μ, SO 3 H exchange capacity: 0.92 milliequivalents/g dry membrane), and then hydrolyzed. Next, after treatment with 2NHCl, the membrane was converted into sulfonyl chloride and then subjected to oxidation treatment to carboxylate the membrane. The thus obtained carboxylic acid film was heated at 120° C. for 24 hours in phosphorus pentachloride-phosphorus oxychloride (weight ratio 1:1.6).
Furthermore, after washing in carbon tetrachloride, it was dried. This film shows strong carbonyl absorption at 1800 cm -1 in the infrared spectrum. The acid chloride membrane obtained above was immersed in dry ether, dimethylamine gas was passed through the mixture under ice cooling, and the mixture was reacted for 6 hours under cooling and for 18 hours at room temperature. It was washed with a mixed solution of 1.5% sodium bicarbonate and methanol at 80°C for 5 hours, and dried under reduced pressure overnight. A colorless and transparent film was obtained, and in its infrared spectrum, 2930 and 1420 cm
C—H absorption was observed at -1 and absorption due to amide carbonyl was observed at 1700 cm -1 . Next, sodium borohydride was dissolved in dry diglyme under an argon atmosphere, and then the membrane obtained above was immersed. A dry diglyme solution of boron trifluoride ether complex was added dropwise to the solution under ice cooling. 1700 in the infrared spectrum by reacting for 5 hours under cooling and then for 18 hours at 100℃
cm -1 absorption disappeared, indicating that reduction to an amine film had completely progressed. After washing the obtained membrane with methanol, it was placed in a methanol solution of methyl iodide and incubated for 60 min.
The reaction was carried out at ℃ for 44 hours. After washing the obtained membrane with methanol, it was soaked in a methanol solution of lithium chloride for 60 min.
The reaction was allowed to take place at ℃ for 24 hours. The membrane was dissolved in methanol for 60 min.
The film was heated to 0.degree. C. to obtain the desired film having quaternary ammonium chloride groups. In a staining test, the obtained membrane was colored bluish-purple with bromocresol purple and reddish-purple with cresol red, confirming the presence of anion exchange groups. The exchange capacity of the anion exchange membrane is 0.86 meq/
The dried film had an electrical resistance of 3.2 g/cm 2 and a transport number of 0.86. Example 1 20 g of p-vinyltoluene monomer repeatedly dehydrated using benzophenone sodium complex under a vacuum of 10 -5 mmHg and 500 ml of benzene were mixed and stirred, and a hexane solution of sec-butyllithium (concentration 5.0 x 10 -5 mol/ml) by adding 2.6 ml to 30
After polymerizing at ℃ for 2 hours, 2 methanol was added to the reaction solution.
ml was added to stop the polymerization. of the obtained polymer
Its weight average molecular weight is 1.7 from GPC/light scattering measurements.
×10 5 , dispersity (w/n) defined as the ratio of weight average molecular weight (w) to number average molecular weight (n)
was 1.04. 9 ml of the above polymer solution, 6 ml of benzene, and 15 ml of 8.8N hydrobromic acid were placed in the anode chamber of a diaphragm type electrolytic cell using the fluorine-based anion exchange membrane shown in the reference example as a diaphragm. As catholyte, 8.8N
30ml of hydrobromic acid was used. The electrode is a coiled platinum electrode (0.7φ×30
mm) were used. Electricity was applied at 0.3 A for 50 minutes while flowing nitrogen over the anolyte and stirring the anolyte with a stirrer tip. At that time, the terminal voltage varied from 1.5V to 2.0V. After the reaction was completed, the organic phase was poured into 100 ml of methanol to obtain 0.58 g of brominated poly(p-vinyltoluene). As a result of elemental analysis, the bromine content was 40.5%. It was found that the bromination rate per repeating unit of p-vinyltoluene calculated from this value was 1.00. Furthermore, the results of GPC measurement showed that the degree of dispersion was almost the same as that of the raw material polymer. As a result of measuring the proton nuclear magnetic resonance spectrum, the raw material poly(p)
-vinyltoluene) in addition to the peak observed for δ
A peak attributable to methylene protons with brominated methyl groups was observed around 4.5 ppm (solvent: CDCl 3 , internal standard TMS). Example 2 sec-Butyllithium hexane solution (concentration 5.0
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 11 ml of poly(p-vinyltoluene)
A solution was obtained. The weight average molecular weight of poly(p-vinyltoluene) was 4.2×10 4 and the degree of dispersion was 1.02.
Using 15 ml of this polymer solution, bromination was carried out in the same manner as in Example 1 except that the current value was 0.5 A and the current application time was 40 minutes to obtain 0.86 g of brominated poly(p-vinyltoluene). . The terminal voltage during electrolysis is approximately
It was 6V. The bromination rate per repeating unit of p-vinyltoluene calculated from elemental analysis was found to be 1.03. As a result of GPC measurement, the degree of dispersion of the brominated poly(p-vinyltoluene) was almost the same as that of the raw material polymer. Examples 3 to 7 Electrolysis was carried out in the same manner as in Example 2, except that the poly(p-vinyltoluene) solution prepared in Example 2 was used, various aqueous solutions were used, and the amount of current was the same as in Example 2. Bromination was performed. Table 1 shows the results.
Shown below. As a result of GPC measurement, the degree of dispersion of each brominated poly(p-vinyltoluene) was almost the same as that of the raw material polymer.

【表】 実施例 8 ビニルトルエンモノマーとして、m−およびp
―ビニルトルエンの混合物(m/p比率:60/
40)を用いた以外は、実施例2と同様な方法によ
り、臭素化ポリビニルトルエン0.59gを得た。電
解時の端末電圧は1.8Vから2.5Vまで変化した。
元素分析値より計算したビニルトルエン単位当り
の臭素化率は0.92であつた。 実施例 9 隔膜としてセラミツクフイルターを有し、電極
として板状グラフアイト電極(30φ×2t)2枚か
らなる隔膜式電解槽の陽極室に実施例2で調製し
たポリビニルトルエン溶液25mlおよび8.8N臭化
水素酸25mlを入れ、陰極室に臭化水素酸30mlを入
れ、0.2Aで2.35時間通電を行つた。端末電圧は
28Vから16Vまで変化した。電解終了後、有機相
を200mlのメタノールに注ぎ、臭素化ポリ(p―
ビニルトルエン)0.93gを得た。元素分析値より
計算したビニルトルエン単位当りの臭素化率は、
0.47であつた。GPC測定の結果から、該臭素化ポ
リビニルトルエンの分散度は1.08であつた。 実施例 10 実施例2で調製したポリビニルトルエン溶液
12.5mlと8.7N臭化水素酸12.5mlを側管付電解槽に
入れ、電極としてコイル状白金電極(0.7φ×30
mm)2本を用いて電解液をマグネチツクスターラ
ーでよく撹拌しながら0.5Aで40分通電を行つ
た。端末電圧は3Vから2Vまで変化した。通電終
了後、実施例2と同様な方法により臭素化ポリビ
ニルトルエン0.52gを得た。元素分析値より計算
したビニルトルエン単位当りの臭素化率は0.19で
あつた。GPC測定の結果、該ポリマーの分散度
は1.06であつた。
[Table] Example 8 As vinyltoluene monomers, m- and p
-Mixture of vinyltoluene (m/p ratio: 60/
40) was used, but the same method as in Example 2 was used to obtain 0.59 g of brominated polyvinyltoluene. The terminal voltage during electrolysis varied from 1.8V to 2.5V.
The bromination rate per vinyltoluene unit calculated from elemental analysis was 0.92. Example 9 25 ml of the polyvinyltoluene solution prepared in Example 2 and 8.8N bromide were placed in the anode chamber of a diaphragm electrolytic cell having a ceramic filter as a diaphragm and two plate-shaped graphite electrodes (30φ x 2t) as electrodes. 25 ml of hydrogen acid and 30 ml of hydrobromic acid were placed in the cathode chamber, and electricity was applied at 0.2 A for 2.35 hours. The terminal voltage is
It changed from 28V to 16V. After electrolysis, the organic phase was poured into 200ml of methanol, and brominated poly(p-
(vinyltoluene) 0.93g was obtained. The bromination rate per vinyltoluene unit calculated from the elemental analysis value is:
It was 0.47. From the results of GPC measurement, the degree of dispersion of the brominated polyvinyltoluene was 1.08. Example 10 Polyvinyltoluene solution prepared in Example 2
Put 12.5ml of 8.7N hydrobromic acid into an electrolytic cell with a side tube, and use a coiled platinum electrode (0.7φ x 30
The electrolyte was stirred well with a magnetic stirrer using two tubes (mm), and energized at 0.5 A for 40 minutes. The terminal voltage varied from 3V to 2V. After the energization was completed, 0.52 g of brominated polyvinyltoluene was obtained in the same manner as in Example 2. The bromination rate per vinyltoluene unit calculated from elemental analysis was 0.19. As a result of GPC measurement, the degree of dispersion of the polymer was 1.06.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ビニルトルエンモノマーを一般式RM(Rは
アルキル、アリールあるいはアラルキル基から選
ばれ、Mはリチウム、ナトリウムあるいはカリウ
ムから選ばれる)で表わされる有機金属存在下に
重合し、該重合体溶液と臭素イオンの存在する水
溶液共存下に通電を行なう臭素化ポリビニルトル
エンの製造法。
1 A vinyl toluene monomer is polymerized in the presence of an organometallic compound represented by the general formula RM (R is selected from an alkyl, aryl, or aralkyl group, and M is selected from lithium, sodium, or potassium), and the polymer solution and bromide ions are polymerized. A method for producing brominated polyvinyltoluene by applying electricity in the presence of an aqueous solution.
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