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JPH0242363B2 - - Google Patents
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JPH0242363B2 - - Google Patents

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JPH0242363B2
JPH0242363B2 JP18041785A JP18041785A JPH0242363B2 JP H0242363 B2 JPH0242363 B2 JP H0242363B2 JP 18041785 A JP18041785 A JP 18041785A JP 18041785 A JP18041785 A JP 18041785A JP H0242363 B2 JPH0242363 B2 JP H0242363B2
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Description

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

〔産業上の利用分野〕 本発明は、透明性及び耐熱性に優れたメタクリ
ルイミド含有重合体の製法に関する。 〔従来の技術〕 メタクリル酸メチル重合体は透明性のみならず
機械的性、耐候性に優れるために高性能プラスチ
ツク光学材料及び装飾素材として用いられ、近年
では短距離光通信、光センサー等の分野で用途開
発が進められている。 しかしながら、メタクリル酸メチル重合体は、
熱変形温度が100℃前後と耐熱性が十分でないた
め、その用途が制約されている分野もかなりあ
り、耐熱性の向上に対する要求が強い。 メタクリル酸メチル重合体の耐熱性を向上させ
る方法として、メタクリル酸メチル重合体をイミ
ド化させる方法があり、例えば、メタクリル酸メ
チル重合体を第1級アミンと熱分解縮合反応させ
る方法(米国特許第2416209号)、メタクリル酸メ
チル重合体を水酸化アンモニウム、リン酸アンモ
ニウム及びアルキルアミンと反応させる方法(英
国特許第926629号)及びアクリル酸系重合体とア
ンモニアまたは第1級アミンとを反応させる方法
(米国特許第4246374号)が提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の提案された方法によつて
得られるイミド化重合体はなお改良すべき点を含
んでおり、従つて、優れた光学的性質、機械的性
質、耐候性及び成形加工性等の特性を有し、かつ
高度な透明性および耐熱性を有するメタクリルイ
ミド含有重合体の出現が望まれるところである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係るメタクリルイミド含有重合体の製
造方法は、固有粘度が0.01〜3.0であるメタクリ
ル酸エステル単独重合体またはメタクリル酸エス
テル25重量%以上と共重合可能な他の単量体75重
量%以下との共重合体(以下、そのような単独重
合体および共重合体を「メタクリル樹脂」とい
う。)と一般式 R−NH2 () (式中、Rは水素原子または炭素数1〜20の脂肪
族、芳香族もしくは脂環族炭化水素基を表わす)
で示される化合物の1種以上とを、常圧下の沸点
が50〜135℃で、かつ溶解性パラメーターδ値が
10.0〜19.5(cal/cm31/2である溶媒の存在下に、高
分子側鎖間に縮合反応を起させる反応域と、反応
生成物を加熱して高分子側鎖間の縮合反応をさら
に促進させ熟成反応域とを含む少くとも2つの反
応域を通して100℃以上350℃以下の温度において
反応させ、次いでその得られた反応生成物から揮
発性物質を分離除去し、一般式 (式中、Rは前述のとおりである。)で示される
構造単位2〜100重量%及びエチレン性単量体構
造単位0〜98重量%からなる透明性及び耐熱性に
優れたメタクリルイミド含有重合体を得ることを
特徴とする。 本発明の方法においては、特定の溶媒の存在下
に一般式 R−NH2 () で示される化合物(以下、「イミド化物質」とい
う)とメタクリル樹脂を反応せしめる。ここで、
Rは水素原子、または炭素数1〜20の脂肪族、芳
香族もしくは脂環族炭化水素基を表わす。イミド
化物質の具体例としてはアンモニア;メチルアミ
ン、エチルアミン、プロピルアミン等の脂肪族第
1アミン類;アニリン、トルイジン、トリクロロ
アニリン等の芳香族アミン類;およびシクロヘキ
シルアミン、ボルニルアミン等の脂環族アミン類
があげられる。また、尿素、1,3―ジメチル尿
素、1,3―ジエチル尿素、1,3―ジプロピル
尿素の如き加熱またはその他の手段によつて容易
に第1アミンを発生する化合物類を用いることも
できる。 これらのイミド化物質の使用量は、イミド化す
べき程度によつて変るので一概には限定できない
が、一般にメタクリル樹脂100重量部に対して1
〜250重量部である。1重量部未満では明白な耐
熱性の向上が期待できない。また、250重量部を
超える場合には経済性の点から好ましくない。 本発明において使用するイミド化剤のうち特に
好ましいものとしては、耐熱性及び透明性の点か
らメチルアミン及びアンモニアがよい。 本発明において用いられる「メタクリル樹脂」
とは、固有粘度が0.01〜3.0であるメタクリル酸
エステル単独重合体またはメタクリル酸エステル
と他のメタクリル酸エステル、アクリル酸エステ
ル、アクリル酸、メタクリル酸、スチレン、2―
メチルスチレン等の置換スチレン等との共重合体
をいう。 単独重合体および共重合体を構成するメタクリ
ル酸エステルとしては、例えば、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸n―ブチル、メタクリル酸イソ
ブチル、メタクリル酸tert―ブチル、メタクリル
酸シクロヘキシル、メタクリル酸ノルボニル、メ
タクリル酸2―エチルシクロヘキシル、メタクリ
ル酸ベンジルなど、アクリル酸エステルとして
は、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n―ブチ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸tert―ブ
チル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ノ
ルボニル、アクリル酸2―エチルヘキシル、アク
リル酸ベンジルなどを用いることができる。これ
らの単量体は、単独でもよくまた2種以上併用す
ることもできる。 これらのメタクリル樹脂のうち本発明の方法に
おいては、メタクリル酸メチル単独重合体または
メタクリル酸メチル25重量%以上と75重量%以下
の上記の他の単量体との共重合体が好ましい。特
に、メタクリル酸メチルの単独重合体は透明性の
点から最も好ましい。 本発明の方法において用いる溶媒はメタクリル
樹脂の高分子側鎖縮合反応であるイミド化反応の
進行を阻害せずに、また部分イミド化反応の場
合、メタクリル酸メチルまたはメタクリル酸エス
テルセグメント部に変化を与えないものでなけれ
ばならない。その溶媒は、常圧下の沸点が50〜
135℃であり、かつ溶解性パラメーターδ値が
10.0〜19.5(cal/cm31/2でなければならない。その
ような溶媒の具体例としてはメタノール、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノ
ールがあげられるが、これらの中でメタノールが
特に好ましい。 なお、本発明においていう溶解性パラメーター
δ値はポリマー・ハンドブツク、2版、ジエー・
ブランドルプ、イー・エイチ・インマーグツト、
ジヨン・ワイリー・アンド・サンズ、ニユーヨー
ク(Polymer Handbook,Second Ed,J.
Brandrup,E.H.Immergut.John Wiley&Sons,
New York)(1975)において記載されている値
をいう。 本発明の方法において用いる溶媒の常圧下の沸
点が135℃を超える場合には、イミド化反応によ
り得られた反応生成物から溶媒を主成分とする揮
発性物質を十分に分離除去することが困難とな
る。同沸点が50℃未満の場合は反応系の内部圧力
の増加により、イミド化反応温度を高くすること
ができないために十分なイミド化反応を行うこと
ができず、かつ反応生成物から揮発性物質を分離
除去する際、突発的に揮発するために脱揮操作に
おける制御が困難となる。 また、本発明の方法において用いる溶媒の溶解
性パラメーターδ値が10.0(cal/cm31/2未満の場
合には、イミド化物質が溶解しがたく、メタクリ
ル樹脂の所定のイミド化反応が進行しにくい。ま
た、δ値が19.5を超えるとイミド化反応時に原料
メタクリル樹脂が溶解しにくく、均一なイミド化
反応を行うことが困難である。 本発明の方法において使用する溶媒の量は、生
産性の面からは少量であることが好ましいが、あ
まり少量すぎると前記の溶媒の効果が低下するの
でメタクリル樹脂100重量部に対して10〜1000重
量部の範囲がよい。 本発明の方法に用いる前記の溶媒はメタクリル
樹脂の重合体間にイミド化物質を容易に拡散させ
てイミド反応を均一かつ迅速に行なわせるととも
に、反応系の温度制御を効率的に行なうことがで
きる。その結果、所望の光学材料としての透明性
かつ耐熱性に優れたメタクリルイミド含有重合体
を得ることが可能となる。 メタクリル樹脂とイミド化物質の反応は、溶媒
の存在下に少なくとも2つの反応域を通して行
う。本発明方法においては、少なくとも2つの反
応域が必要であり、その1つはメタクリル樹脂と
イミド化物質とを反応させてメタクリル樹脂の高
分子側鎖間に縮合反応を起させる反応域であり、
それに続く他の1つは前の反応域で生成したイミ
ド化メタクリル樹脂を含む反応生成物をさらに加
熱して上記の高分子側鎖間縮合反応をさらに促進
させる熟成反応域である。本発明方法において
は、上記の反応域と熟成反応域との2つの工程で
メタクリル樹脂のイミド化反応をさらに促進せし
めうるものでありさらに必要に応じて、複数個の
反応域及び/又は熟成反応域を組み合わせても行
うことができる。このように反応域の後に熟成反
応域を設けることによつて、その理由は明らかで
はないが、生成するメタクリルイミド含有重合体
の透光性能が格段に向上する。 反応域中でのメタクリル樹脂とイミド化物質の
反応は、溶媒の存在下において100℃〜350℃、好
ましくは150℃〜300℃で行う。反応温度が100℃
未満ではイミド化反応が遅く、350℃を超えると
原料メタクリル樹脂の分解反応が併発しやすい。 反応域中での反応時間は、特に限定されない生
産性の面から短い方がよく、20分〜5時間の範囲
である。 イミド化反応において、反応系に水分が存在す
るとメタクリル樹脂のエステル部がイミド化縮合
反応過程で副反応として水による加水分解が起
り、その結果、得られるメタクリルイミド含有重
合体中にメタクリル酸が生成して本発明の目的と
する所望のイミド化量を有するメタクリルイミド
含有重合体が得難くなる。したがつて、この反応
においては、反応系に実質的に水分を含有しない
条件下、すなわち水分量が1重量%以下、好まし
くは無水の条件下で行う。 また、反応系の雰囲気としては得られるイミド
化重合体の帯色性の点から、窒素、ヘリウムまた
はアルゴンガス等を存在させた不活性ガス雰囲気
下で反応させるのがよい。 次に反応域より取り出されたイミド化反応生成
物は、熟成反応域に供給する。この熟成反応域に
おいての反応は、前工程の反応域の反応と同様、
反応温度は100℃以上350℃以下、好ましくは150
℃以上300℃以下である。熟成反応域での熟成時
間は少なくとも5分間は必要であり、連続的に行
う場合には、その平均滞在時間も5分以上必要で
ある。 本発明の方法におけるメタクリル樹脂のイミド
化量は、格別限定されないが耐熱性の点から2〜
100重量%であり、好ましくは30〜100重量%、さ
らに好ましくは50〜100重量%の範囲である。 本発明を実施するに用いる反応装置は、本発明
の目的を阻害しないものであれば特に限定される
ことはなく、プラグフロータイプ反応装置、スク
リユー押出タイプ反応装置、塔状反応装置、管型
反応装置、ダクト状反応装置、槽型反応装置等が
用いられる。イミド化を均一に行ないかつ均一な
メタクリルイミド含有重合体を得るためには、供
給口および取り出し口を設けてなる撹拌装置を備
えた槽型反応装置で反応器内全体に混合機能をも
つものが好ましい。 最後に、メタクリル樹脂とイミド化物質との反
応で生じた高分子間縮合反応生成物を含有する反
応生成物から揮発性物質の大部分を分離除去す
る。最終重合体中の残存揮発性物質の含有量が2
重量%以下、好ましくは1重量%以下となるよう
にして、得られるイミド含有重合体の透光性能が
波長646nmにおいて、5000dB/Km以下、好まし
くは3000dB/Km以下、さらに好ましくは
1000dB/Km以下となるように分離除去する。 揮発性物質の除去は、一般のベント押出機、デ
ボラタイザー等を使用して行なうか、あるいは他
の方法、例えば、反応生成物を溶媒で希釈し、多
量の非可溶性媒中で沈殿、過させて乾燥する方
法等を用いて行なうことができる。 本発明の方法においては、必要に応じて、酸化
防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤
を添加することができる。 本発明の方法は、連続もしくは回分式のいずれ
でも実施できる。 次に、本発明の実施において使用する代表的な
装置を第1図を参照しながら説明する。 溶媒は溶媒貯槽1から過器41を通り、溶媒
供給槽4に送られる。必要に応じて添加される添
加剤は貯槽5からライン6を経て溶媒供給槽4に
供給されて溶解され、ライン2を通り、ポンプ3
によつてライン7を通り樹脂溶解槽10に送られ
る。一方、樹脂はペレツト貯槽8からライン9よ
り樹脂溶解槽10に供給される。樹脂溶解槽10
は撹拌機11およびジヤケツト12を備え、ジヤ
ケツト12中には熱媒体が開孔13および14を
通じて流通する。樹脂溶解槽10中の溶解樹脂は
排出ライン15、ポンプ16、ライン17を経
て、反応槽20に送られ、イミド化物質貯槽18
からライン19を通り過器42を経て供給され
たイミド化物質と反応槽20中で反応する。反応
槽20はスパイラルリボン型撹拌機21およびジ
ヤケツト22を備え、ジヤケツト22中には熱媒
体が開孔23および24を通じて流通する。反応
槽20中の反応生成物は排出ライン25、ポンプ
26、ライン27を経て熟成槽28に送られる。
熟成槽28はスパイラルリボン型撹拌機29およ
びジヤケツト30を備え、ジヤケツト中には熱媒
体が開孔31および32を通じて流通させる。熟
成反応生成物は、排出ライン33、ポンプ34、
ライン35を経て揮発物分離機36に送られ、こ
こで揮発分が除去され、37から排出される。揮
発物分離機36はスクリユー38、ベルト39、
加熱のための手段40を備えている。 〔発明の効果〕 以上に説明した本発明の方法によれば、イミド
化反応を容易に制御でき、かつ品質のすぐれたメ
タクリルイミド含有重合体を工業的に有利に製造
でき、かつ得られた重合体は透明性と耐熱性にす
ぐれる。特に得られた重合体の透光性能は波長
646nmにおいて5000dB/Km以下とすぐれている。 したがつて、上述の特性が要求される分野、例
えば、光学繊維、光デイスク、CRT用フイルタ
ー、テレビ用フイルター、螢光管フイルター、液
晶フイルター、メーター類、またはデジタル表示
板等のデイスプレイ関係、照明光学関係、自動車
等のヘツドライトカバー、レンズ、電気部品、他
の樹脂とのブレンドによる成形材料等の広範囲に
使用でき、その工業的意義及び価値は極めて高
い。 〔実施例〕 以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説
明する。実施例において使用される部および%は
すべて重量部および重量%である。なお、実施例
において使用した第1図の装置系は次の仕様を有
するものである。 樹脂溶解槽 500 反 応 槽 40 揮発物分離装置 一軸スクリユーベント押出機 スクリユー;30mmφ×720mm長 ベント部長;60mm これら実施例において重合体の特性測定は次の
方法によつた。 (1) 赤外線吸収スペクトルは赤外線分光光度計
((株)日立製作所製285型)を用いKBrデイスク
法によつて測定した。 (2) 重合体の固有粘度は、デロービシヨツプ
(Deereax―Bischoff)粘度計によつて試料ポ
リマー濃度0.5重量%のジメチルホルムアミド
溶液の流動時間(ts)とジメチルホルムアミド
の流動時間(to)とを温度25±0.1℃で測定し、
ts/to値からポリマーの相対粘度ηrelを求め、
しかる後、次式より算出した値である。 固有粘度=(Inηrel)/c (式中、cは溶媒100mlあたりのポリマーのグ
ラム数を表わす。) (3) 熱変形温度はASTMD648に基いて測定し
た。 (4) 重合体のメルトインデツクスは、
ASTMD1238(230℃、荷重3.8Kgでの10分間の
g数)を用いて求めた。 (5) 重合体のイミド化量(%)の測定は、元素分
析値(測定機CHNコーダー(MT―3)柳本
製作所製)での窒素含量及びプロトンNMR
JNM―FX―100(JEOL)スペクトロメーター
100MHzにより測定した。 (6) 得られた重合体の透光性能は、以下の方法に
より測定用試料を作成して測定した。 第2図に示す内径40mmφのバレル45、外径
38mmφのピストン46、内径3mmφのノズル4
7より構成されたピストン型押出機を使用し、
その押出機のバレル温度を加熱ヒーター4で加
熱して、220〜250℃±1℃に調節した。 次いで、バレル45内に、十分乾燥した重合
体試料49を入れて溶融し、定速モーター56
によりピストン46を移動させて、ノズル47
から溶融重合体をストランド状で押出し、下部
ニツプローラ50で引き取り、直径1mmφのス
トランドに賦形した。 この賦形された1mmφのストランドを引取る
過程で、低屈折率重合体(2,2,2トリフル
オロエチルメタクリレート重合体、重量平均分
子量8×104、屈折率n25 D1.410)を酢酸エチルに
溶解させた溶液(重合体濃度35重量%)を収容
したデイツピングポツト51中を通して、賦形
ストランドの表面に15μm厚さ(乾燥厚さ)の
塗膜を形成させた。 この塗膜を有する賦形ストランドを、熱交換
器52で150℃に加熱した空気53を循環させ
た(1m3/min)乾燥器54中に通して、酢酸
エチル溶剤を除去して直径1mmφの光伝送体を
捲取り機55で巻取つた。この得られた光伝送
体を透光性能を測定するための試料とした。 次いで、この試料を用いて第3図に示す装置
で、透光性能(光伝送性能)を評価した。 第3図は試料の透光性能を測定する装置の概
略図であり、安定化電源61によつて安定され
たハロゲンランプ62から出た光を、レンズ6
3によつて平行光線にした後、干渉フイルター
64によつて単色化し、上記ストランド状光伝
送体試料60と等しい開口数をもつレンズ65
の焦点に集める。 この焦点に、光伝送体試料60の入射端面6
6が位置するように調節して該伝送体試料60
に光を入射させる。 入射端面66から入射した光は減衰して出射
面67から出射させる。 この出射光は十分に広い面積をもつフオトダ
イオード68により電流に変換され、電流―電
圧変換型の増幅器69によつて増幅して電圧計
70により電圧値として読み取る。 光伝送性能の測定は、次の手順により行な
う。まず、光伝送体60をl0の長さになるよう
に両端面をストランド軸に直角に切断し、平滑
な面に仕上げ前記の装置(第3図)に入射端面
66及び出射端面67が測定中に動かないよう
に装着する。暗室にして電圧計の指示値を読み
取る。この電圧値をI1とする。次に、室内炉を
点炉し、出射端面67を装置からはずし、この
端面から長さlの点71で光伝送体60を切り
とる。そして装置に装着されている方の光伝送
体の端面を最初と同じようにストランド軸に直
角な面に仕上げ、これを新しい出射端面として
装置に装着する。これらの作業中、入射光量を
一定に保つため入射端面66は、動かないよう
に注意する。再び暗室にして電圧計の指示値を
読み取り、これをI2とする。光伝送損失(α)
は次式により計算する。 α=10/llog(I2/I1)(dB/Km) ここで、l;光伝送体の長さ(Km) I1,I2;光量(電圧計読取値) なお、本発明での測定条件は次の通りであ
る。 干渉フイルター(主波長)646nm l0(光伝送体の全長)2m(または5m) l(光伝送体の切断長)1.5m(または4.5m) D(ボビンの直径)190mm ここで、ボビンは装置をコンパクトにするた
めに使用し、入射端面66と出射端面67間の
距離が30cm程度になるようにし、残余の光伝送
体をボビン(図示せず)に巻いておく。 干渉フイルターは400nmから1200nmまでの
主波長を変えることが可能である。 光伝送体の開口数の測定は第4図に示す測定
装置を用いて行なつた。図中、81はハロゲン
ランプを内蔵した平行光線源である。該光源の
出力光を中心波長650nm、半値幅3nmの干渉
フイルター82に通して単色化した後、開口数
が光伝送体のそれよりも大きいレンズ83によ
り平行光線を集束して光伝送体84の一方の端
面85に入射させる。端面85は光伝送体のス
トランド軸と直角に切断して平滑に仕上げ、固
定具86により、ストランド軸と光軸87が一
致するように固定する。入射光は全長lの光伝
送体を通過した後、もう一方の端面88より出
射する。ストランド軸と直角な平滑面に仕上げ
られた端面88を固定軸89に中心軸に一致さ
せかつストランド軸と前記中心軸が直交するよ
うに固定具90により固定軸89に固定する。
91は回転腕で固定軸89の中心軸まわりを回
転し、回転角度θを読み取ることができる。9
2は光を検出する光電子増倍管であり、ケース
93の内に取り付けられ、孔94を通過した光
量を電流として測定する。該孔94は直径が
1.5mmで中心軸から125mmの位置にある。 第3図のような構成の装置により出射光の分
布は、回転腕の回転角度θと光電子増倍管の電
流との関係で測定され、一例を示すと第5図の
ようになる。 最大電流をInaxとするとInaxが1/2に減少する
角度幅2θwと次式から開口数(NA)を求める
ことができる。 NA=sinθw (7) 残存揮発分は、200℃、3mmHgの減圧加熱型
乾燥機内で重合体の加熱減量値を測定したの
ち、次式により算出した。 w0−w/w0×100(%) w0は初期の重合体の重量である。 wは乾燥処理後の重量である。 実施例 1 十分に乾燥したメタクリル酸メチル―アクリル
酸メチル共重合体(重量比=99/1、固有粘度
0.51)100部と、脱水乾燥後0.1μmフルオロポア
(住友電気工業(株)製)で過したメタノール100部
となるから原料を溶解槽に入れ、十分窒素置換し
た後200℃で撹拌して重合体を溶解した。次いで、
この溶液を5Kg/時間の供給速度で反応槽に連続
的に送り、撹拌回転数90rpm、温度230℃に調節
した。その後、乾燥したメチルアミンを0.1μmの
フルオロポアで過して20モル/時間の速度で反
応槽内に連続的に供給し、内圧を65Kg/cm2・Gに
した。反応槽内の温度は230℃に維持し、反応槽
内の平均滞在時間を2時間とした。反応槽から取
出された反応生成物はポンプにより熟成槽に送ら
れ、平均滞在時間1.0時間、槽内温度230℃、撹拌
回転数30rpmで十分な撹拌下に熟成させた。反応
物をベント押出機に連続的に供給して、溶媒を主
成分とする揮発性物質を分離除去した。ベント押
出機の温度はベント部230℃、押出部230℃、ベン
ト部真空度9mmHg・Absにした。 ダイスから押出したストランドを水冷した後切
断して良好な透明性を有するペレツト状の重合体
を得た。一方、ベント部より排出した溶媒を主成
分とする揮発性物質は冷却して回収した。 得られた重合体の赤外吸収スペクトルを測定し
たところ波数1720cm-1,1663cm-1および750cm-1
にメタクリルイミド含有重合体特有の吸収がみら
れた。また、核磁気共鳴スペクトルではこの構造
を示すシグナルが示された。元素分析の結果、窒
素含有量は8.3%であり、ほぼ完全にN―メチル
化されたメタクリルイミド重合体であることが確
認された。この重合体の物性を評価したところ、
次のような特性を示した。 メルトインデツクス 1.45g/10分 熱変形温度 182℃ 残存揮発分量は0.2%であつた。 上記重合体ペレツトを透光性能測定試料として
第2図に示す装置および方法で光伝送体を作成し
た(シリンダー温度250℃)。得られた光伝送体の
透光性能を第3図および第4図に示す装置を用い
て測定したところ545dB/Kmであつた。また、こ
の光伝送体の開口数は0.57であつた。この開口数
値はN―メチルメタクリルイミド重合体の屈折率
を1.530、2,2,2―トリフルオロエチルメタ
クリレート重合体の屈折率を1.410として計算さ
れる理論値(NA=√1 22 2=0.59)に近い値で
あつた。 実施例 2〜35 第1表に示すメタクリル樹脂、溶媒、イミド化
剤および反応条件を採用した他は実施例1と同じ
方法により種々のメタクリルイミド含有重合体を
得た。反応槽内圧は20〜80Kg/cm2Gにした。得ら
れた重合体の特性を第1表に示す。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a methacrylimide-containing polymer having excellent transparency and heat resistance. [Prior Art] Methyl methacrylate polymer is used as a high-performance plastic optical material and decorative material because it has excellent not only transparency but also mechanical properties and weather resistance.In recent years, it has been used in fields such as short-distance optical communication and optical sensors. Application development is underway. However, methyl methacrylate polymer
Because the heat distortion temperature is around 100°C, which is insufficient for heat resistance, its use is restricted in many fields, and there is a strong demand for improved heat resistance. As a method for improving the heat resistance of a methyl methacrylate polymer, there is a method of imidizing the methyl methacrylate polymer. 2416209), a method of reacting a methyl methacrylate polymer with ammonium hydroxide, ammonium phosphate and an alkyl amine (British Patent No. 926629), and a method of reacting an acrylic acid polymer with ammonia or a primary amine ( No. 4,246,374) has been proposed. [Problems to be Solved by the Invention] However, the imidized polymer obtained by the above-mentioned proposed method still has some points to be improved, and therefore has excellent optical properties and mechanical properties. There is a desire for the emergence of methacrylimide-containing polymers that have properties such as weather resistance and moldability, as well as high transparency and heat resistance. [Means for Solving the Problems] The method for producing a methacrylimide-containing polymer according to the present invention is capable of copolymerizing with a methacrylic ester homopolymer or methacrylic ester having an intrinsic viscosity of 0.01 to 3.0 in an amount of 25% by weight or more. (hereinafter, such homopolymers and copolymers are referred to as "methacrylic resins") with 75% by weight or less of other monomers and the general formula R-NH 2 () (wherein, R represents a hydrogen atom or an aliphatic, aromatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms)
and one or more of the compounds shown below, with a boiling point of 50 to 135°C under normal pressure and a solubility parameter δ value.
A reaction zone where a condensation reaction occurs between polymer side chains in the presence of a solvent of 10.0 to 19.5 (cal/cm 3 ) 1/2 , and a reaction zone where a condensation reaction between polymer side chains occurs by heating the reaction product. The reaction is carried out at a temperature of 100°C or higher and 350°C or lower through at least two reaction zones, including a ripening reaction zone, and then volatile substances are separated and removed from the resulting reaction product, and the reaction product obtained by the general formula (In the formula, R is as described above.) A methacrylimide-containing polymer with excellent transparency and heat resistance consisting of 2 to 100% by weight of the structural unit represented by the formula (wherein R is as described above) and 0 to 98% by weight of the ethylenic monomer structural unit. Characterized by obtaining union. In the method of the present invention, a compound represented by the general formula R-NH 2 () (hereinafter referred to as "imidized substance") is reacted with a methacrylic resin in the presence of a specific solvent. here,
R represents a hydrogen atom or an aliphatic, aromatic or alicyclic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Specific examples of imidized substances include ammonia; aliphatic primary amines such as methylamine, ethylamine, and propylamine; aromatic amines such as aniline, toluidine, and trichloroaniline; and alicyclic amines such as cyclohexylamine and bornylamine. There are many types. It is also possible to use compounds that easily generate primary amines by heating or other means, such as urea, 1,3-dimethylurea, 1,3-diethylurea, and 1,3-dipropylurea. The amount of these imidized substances to be used varies depending on the degree of imidization, so it cannot be determined unconditionally, but generally it is 1 part by weight per 100 parts by weight of methacrylic resin.
~250 parts by weight. If it is less than 1 part by weight, no obvious improvement in heat resistance can be expected. Moreover, if it exceeds 250 parts by weight, it is not preferred from the economic point of view. Among the imidizing agents used in the present invention, methylamine and ammonia are particularly preferred from the viewpoint of heat resistance and transparency. "Methacrylic resin" used in the present invention
is a methacrylic ester homopolymer or methacrylic ester and other methacrylic esters, acrylic ester, acrylic acid, methacrylic acid, styrene, 2-
A copolymer with substituted styrene such as methylstyrene. Examples of methacrylic esters constituting the homopolymer and copolymer include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, Examples of acrylic esters include norbornyl methacrylate, 2-ethylcyclohexyl methacrylate, and benzyl methacrylate; examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, and tert-acrylate. Butyl, cyclohexyl acrylate, norbornyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, benzyl acrylate, etc. can be used. These monomers may be used alone or in combination of two or more. Among these methacrylic resins, in the method of the present invention, a methyl methacrylate homopolymer or a copolymer of 25% by weight or more of methyl methacrylate and 75% by weight or less of the other monomers mentioned above is preferred. In particular, a homopolymer of methyl methacrylate is most preferred from the viewpoint of transparency. The solvent used in the method of the present invention does not inhibit the progress of the imidization reaction, which is a polymer side chain condensation reaction of methacrylic resin, and in the case of partial imidization reaction, does not change the methyl methacrylate or methacrylate ester segment. It must be something that cannot be given. The solvent has a boiling point of 50 to 50 at normal pressure.
135℃, and the solubility parameter δ value is
Must be 10.0 to 19.5 (cal/cm 3 ) 1/2 . Specific examples of such solvents include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and butanol, and among these, methanol is particularly preferred. In addition, the solubility parameter δ value in the present invention is based on Polymer Handbook, 2nd edition, G.A.
Brandrup, E.H. Inmargt,
John Wiley & Sons, New York (Polymer Handbook, Second Ed, J.
Brandrup, EHImmergut.John Wiley & Sons,
New York) (1975). If the boiling point under normal pressure of the solvent used in the method of the present invention exceeds 135°C, it is difficult to sufficiently separate and remove volatile substances mainly composed of the solvent from the reaction product obtained by the imidization reaction. becomes. If the same boiling point is less than 50℃, the imidization reaction temperature cannot be raised due to an increase in the internal pressure of the reaction system, and the imidization reaction cannot be performed sufficiently. When it is separated and removed, it volatilizes suddenly, making it difficult to control the devolatilization operation. Furthermore, if the solubility parameter δ value of the solvent used in the method of the present invention is less than 10.0 (cal/cm 3 ) 1/2 , the imidization substance is difficult to dissolve, and the specified imidization reaction of the methacrylic resin is not carried out. Difficult to progress. Furthermore, if the δ value exceeds 19.5, the raw methacrylic resin is difficult to dissolve during the imidization reaction, making it difficult to perform a uniform imidization reaction. The amount of solvent used in the method of the present invention is preferably a small amount from the viewpoint of productivity, but if the amount is too small, the effect of the solvent will be reduced, so the amount of solvent used is 10 to 1000 parts by weight per 100 parts by weight of methacrylic resin. The range of parts by weight is good. The above-mentioned solvent used in the method of the present invention can easily diffuse the imidization substance between the methacrylic resin polymers to perform the imide reaction uniformly and quickly, and can efficiently control the temperature of the reaction system. . As a result, it becomes possible to obtain a methacrylimide-containing polymer having excellent transparency and heat resistance as a desired optical material. The reaction of the methacrylic resin and the imidized material is carried out through at least two reaction zones in the presence of a solvent. In the method of the present invention, at least two reaction zones are required, one of which is a reaction zone in which the methacrylic resin and the imidization substance are reacted to cause a condensation reaction between the polymer side chains of the methacrylic resin;
The other one following this is an aging reaction zone in which the reaction product containing the imidized methacrylic resin produced in the previous reaction zone is further heated to further promote the above-mentioned condensation reaction between polymer side chains. In the method of the present invention, the imidization reaction of the methacrylic resin can be further promoted in the two steps of the reaction zone and the aging reaction zone, and if necessary, a plurality of reaction zones and/or the aging reaction zone can be added. It can also be done by combining areas. By providing the aging reaction zone after the reaction zone in this way, the light-transmitting performance of the resulting methacrylimide-containing polymer is significantly improved, although the reason for this is not clear. The reaction of the methacrylic resin and the imidized substance in the reaction zone is carried out at 100°C to 350°C, preferably 150°C to 300°C, in the presence of a solvent. Reaction temperature is 100℃
If it is less than 350°C, the imidization reaction will be slow, and if it exceeds 350°C, the decomposition reaction of the raw material methacrylic resin will easily occur. The reaction time in the reaction zone is not particularly limited, and from the viewpoint of productivity, the shorter the better, and is in the range of 20 minutes to 5 hours. In the imidization reaction, if water is present in the reaction system, the ester moiety of the methacrylic resin will be hydrolyzed by water as a side reaction during the imidization condensation reaction process, resulting in the formation of methacrylic acid in the resulting methacrylic imide-containing polymer. As a result, it becomes difficult to obtain a methacrylimide-containing polymer having the desired amount of imidization, which is the object of the present invention. Therefore, this reaction is carried out under conditions where the reaction system does not substantially contain water, that is, where the water content is 1% by weight or less, preferably under anhydrous conditions. In addition, from the viewpoint of the colorability of the imidized polymer obtained, it is preferable to carry out the reaction in an inert gas atmosphere containing nitrogen, helium, argon gas, etc. as the atmosphere of the reaction system. Next, the imidization reaction product taken out from the reaction zone is supplied to the aging reaction zone. The reaction in this aging reaction zone is similar to the reaction in the reaction zone of the previous step.
The reaction temperature is 100℃ or higher and 350℃ or lower, preferably 150℃
The temperature is above ℃ and below 300℃. The ripening time in the ripening reaction zone is required to be at least 5 minutes, and when carried out continuously, the average residence time is also required to be 5 minutes or more. The amount of imidization of the methacrylic resin in the method of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of heat resistance,
The amount is 100% by weight, preferably 30 to 100% by weight, and more preferably 50 to 100% by weight. The reactor used to carry out the present invention is not particularly limited as long as it does not impede the purpose of the present invention, and includes a plug flow type reactor, a screw extrusion type reactor, a column reactor, a tubular reactor, etc. A reactor, a duct-like reactor, a tank-type reactor, etc. are used. In order to perform imidization uniformly and obtain a uniform methacrylimide-containing polymer, a tank-type reactor equipped with a stirring device with a supply port and a discharge port that has a mixing function throughout the reactor is required. preferable. Finally, most of the volatile substances are separated and removed from the reaction product containing the intermolecular condensation reaction product produced by the reaction between the methacrylic resin and the imidized substance. The content of residual volatile substances in the final polymer is 2
% by weight or less, preferably 1% by weight or less, so that the light transmission performance of the imide-containing polymer obtained is 5000 dB/Km or less, preferably 3000 dB/Km or less, more preferably 3000 dB/Km or less at a wavelength of 646 nm.
Separate and remove so that it is 1000dB/Km or less. Volatile substances can be removed using a common vent extruder, devolatizer, etc., or by other methods, such as diluting the reaction product with a solvent and precipitating and filtering it in a large amount of non-soluble medium. This can be done using a method such as drying. In the method of the present invention, additives such as antioxidants, plasticizers, lubricants, and ultraviolet absorbers may be added as necessary. The method of the invention can be carried out either continuously or batchwise. Next, a typical apparatus used in carrying out the present invention will be described with reference to FIG. The solvent is sent from the solvent storage tank 1 to the solvent supply tank 4 through the filter 41 . Additives added as needed are supplied from the storage tank 5 through line 6 to solvent supply tank 4, where they are dissolved, passed through line 2, and pumped to pump 3.
The resin is sent to the resin melting tank 10 through line 7. On the other hand, resin is supplied from the pellet storage tank 8 to the resin melting tank 10 through a line 9. Resin dissolving tank 10
is equipped with an agitator 11 and a jacket 12, into which a heat transfer medium flows through openings 13 and 14. The dissolved resin in the resin dissolution tank 10 is sent to the reaction tank 20 via the discharge line 15, pump 16, and line 17, and is then transferred to the imidized substance storage tank 18.
It reacts in the reaction tank 20 with the imidized material supplied from the wafer through the line 19 through the filter 42 . The reaction tank 20 is equipped with a spiral ribbon stirrer 21 and a jacket 22, into which a heat medium flows through openings 23 and 24. The reaction product in the reaction tank 20 is sent to an aging tank 28 via a discharge line 25, a pump 26, and a line 27.
The aging tank 28 is equipped with a spiral ribbon stirrer 29 and a jacket 30, into which a heat medium flows through openings 31 and 32. The aging reaction product is discharged through a discharge line 33, a pump 34,
It is sent via line 35 to a volatile separator 36 where volatiles are removed and discharged via 37. The volatile separator 36 includes a screw 38, a belt 39,
Means 40 for heating are provided. [Effects of the Invention] According to the method of the present invention described above, it is possible to easily control the imidization reaction, to industrially advantageously produce a high-quality methacrylimide-containing polymer, and to produce the resulting polymer. The combination has excellent transparency and heat resistance. In particular, the light transmission performance of the obtained polymer is
It is excellent at 5000dB/Km or less at 646nm. Therefore, the above characteristics are required in fields such as optical fibers, optical disks, CRT filters, television filters, fluorescent tube filters, liquid crystal filters, meters, or displays such as digital display boards, and lighting. It can be used in a wide range of applications, including optical equipment, headlight covers for automobiles, lenses, electrical parts, and molding materials by blending with other resins, and its industrial significance and value are extremely high. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. All parts and percentages used in the examples are by weight. The apparatus system shown in FIG. 1 used in the examples has the following specifications. Resin dissolution tank 500 Reaction tank 40 Volatile separation device Single screw screw vent extruder Screw; 30 mmφ x 720 mm long vent length; 60 mm In these Examples, the characteristics of the polymer were measured by the following method. (1) The infrared absorption spectrum was measured by the KBr disk method using an infrared spectrophotometer (Model 285, manufactured by Hitachi, Ltd.). (2) The intrinsic viscosity of a polymer is determined by measuring the flow time (ts) of a dimethylformamide solution with a sample polymer concentration of 0.5% by weight and the flow time (to) of dimethylformamide using a Deereax-Bischoff viscometer at a temperature of 25%. Measured at ±0.1℃,
Find the relative viscosity ηrel of the polymer from the ts/to value,
After that, it is a value calculated from the following formula. Intrinsic viscosity=(Inηrel)/c (In the formula, c represents the number of grams of polymer per 100 ml of solvent.) (3) The heat distortion temperature was measured based on ASTMD648. (4) The melt index of the polymer is
It was determined using ASTMD1238 (number of grams per 10 minutes at 230°C and a load of 3.8 kg). (5) The imidization amount (%) of the polymer is measured by elemental analysis values (measuring device CHN coder (MT-3) manufactured by Yanagimoto Seisakusho) and the nitrogen content and proton NMR.
JNM-FX-100 (JEOL) spectrometer
Measured at 100MHz. (6) The light transmission performance of the obtained polymer was measured by preparing a measurement sample using the following method. Barrel 45 with an inner diameter of 40 mmφ shown in Figure 2, outer diameter
38mmφ piston 46, inner diameter 3mmφ nozzle 4
Using a piston type extruder consisting of 7,
The barrel temperature of the extruder was adjusted to 220-250°C±1°C by heating with heater 4. Next, a sufficiently dried polymer sample 49 is put into the barrel 45 and melted, and the constant speed motor 56
The piston 46 is moved by the nozzle 47.
The molten polymer was extruded in the form of a strand, taken off by a lower nip roller 50, and shaped into a strand with a diameter of 1 mmφ. In the process of taking this shaped 1 mmφ strand, a low refractive index polymer (2,2,2 trifluoroethyl methacrylate polymer, weight average molecular weight 8×10 4 , refractive index n 25 D 1.410) was mixed with ethyl acetate. A coating film having a thickness of 15 μm (dry thickness) was formed on the surface of the shaped strand by passing it through a dipping pot 51 containing a solution (polymer concentration: 35% by weight) dissolved in . The shaped strand with this coating film was passed through a dryer 54 in which air 53 heated to 150°C by a heat exchanger 52 was circulated (1 m 3 /min) to remove the ethyl acetate solvent and form a strand with a diameter of 1 mmφ. The optical transmission body was wound up by a winding machine 55. The obtained optical transmission body was used as a sample for measuring the light transmission performance. Next, using this sample, the light transmission performance (light transmission performance) was evaluated using the apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the light transmission performance of a sample.
3, the light is made into parallel light by an interference filter 64, and then made monochromatic by an interference filter 64. A lens 65 having a numerical aperture equal to that of the strand-shaped light transmitting body sample 60 is formed.
focus on. At this focal point, the incident end surface 6 of the light transmitting body sample 60
Adjust the transmitter sample 60 so that
Let light enter. The light incident from the input end face 66 is attenuated and output from the output face 67. This emitted light is converted into a current by a photodiode 68 having a sufficiently large area, amplified by a current-voltage conversion type amplifier 69, and read as a voltage value by a voltmeter 70. Measurement of optical transmission performance shall be performed using the following procedure. First, both end faces of the optical transmission body 60 are cut at right angles to the strand axis so that the length is l 0 , and the surface is smoothed. Attach it so that it does not move inside. Place in a dark room and read the reading on the voltmeter. Let this voltage value be I1 . Next, the indoor furnace is turned on, the emission end face 67 is removed from the apparatus, and the light transmitting body 60 is cut off from this end face at a point 71 having a length l. Then, the end face of the optical transmission body installed in the device is finished to be a surface perpendicular to the strand axis in the same way as the first one, and this is installed in the device as a new output end face. During these operations, care must be taken not to move the incident end surface 66 in order to keep the amount of incident light constant. Return to the dark room, read the reading on the voltmeter, and call this value I2 . Optical transmission loss (α)
is calculated using the following formula. α=10/llog(I 2 /I 1 )(dB/Km) where, l: Length of optical transmission body (Km) I 1 , I 2 : Light amount (voltmeter reading value) The measurement conditions are as follows. Interference filter (dominant wavelength) 646nm l 0 (Total length of optical transmission body) 2m (or 5m) l (Cutting length of optical transmission body) 1.5m (or 4.5m) D (Bobbin diameter) 190mm Here, bobbin is the device is used to make it compact, the distance between the input end face 66 and the output end face 67 is about 30 cm, and the remaining optical transmission body is wound around a bobbin (not shown). The interference filter can change the dominant wavelength from 400nm to 1200nm. The numerical aperture of the optical transmission body was measured using the measuring device shown in FIG. In the figure, 81 is a parallel light source containing a halogen lamp. After the output light from the light source is passed through an interference filter 82 with a center wavelength of 650 nm and a half width of 3 nm to make it monochromatic, parallel light rays are focused by a lens 83 whose numerical aperture is larger than that of the light transmitter 84. The light is made incident on one end surface 85. The end face 85 is cut perpendicularly to the strand axis of the optical transmission body, finished smooth, and fixed with a fixture 86 so that the strand axis and the optical axis 87 are aligned. After the incident light passes through the optical transmission body having a total length l, it exits from the other end face 88. The end face 88, which has been finished into a smooth surface and is perpendicular to the strand axis, is fixed to the fixed shaft 89 using a fixture 90 so that the central axis coincides with the central axis and the strand axis and the central axis are perpendicular to each other.
A rotary arm 91 rotates around the central axis of the fixed shaft 89, and the rotation angle θ can be read. 9
Reference numeral 2 denotes a photomultiplier tube for detecting light, which is installed inside the case 93 and measures the amount of light passing through the hole 94 as a current. The hole 94 has a diameter of
It is 1.5mm and located 125mm from the center axis. Using the apparatus configured as shown in FIG. 3, the distribution of emitted light is measured based on the relationship between the rotation angle .theta. of the rotary arm and the current of the photomultiplier tube, and an example is shown in FIG. 5. Letting the maximum current be Inax , the numerical aperture (N A ) can be determined from the angle width 2θw at which Inax is reduced to 1/2 and the following formula. N A =sinθw (7) The residual volatile content was calculated by the following formula after measuring the heating loss value of the polymer in a vacuum heating dryer at 200°C and 3 mmHg. w 0 −w/w 0 ×100 (%) w 0 is the initial weight of the polymer. w is the weight after drying. Example 1 Sufficiently dried methyl methacrylate-methyl acrylate copolymer (weight ratio = 99/1, intrinsic viscosity
0.51) and 100 parts of methanol passed through a 0.1 μm fluoropore (manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) after dehydration and drying.The raw materials were placed in a dissolution tank, and after being sufficiently replaced with nitrogen, the mixture was stirred at 200℃ to form a polymer. was dissolved. Then,
This solution was continuously fed to the reaction tank at a feed rate of 5 kg/hour, and the stirring speed was adjusted to 90 rpm and the temperature to 230°C. Thereafter, the dried methylamine was passed through a 0.1 μm fluoropore and continuously fed into the reaction tank at a rate of 20 mol/hour, and the internal pressure was adjusted to 65 Kg/cm 2 ·G. The temperature in the reaction tank was maintained at 230°C, and the average residence time in the reaction tank was 2 hours. The reaction product taken out from the reaction tank was sent to the aging tank by a pump, and was aged with sufficient stirring for an average residence time of 1.0 hours, at a tank internal temperature of 230° C. and a stirring rotation speed of 30 rpm. The reactants were continuously fed into a vented extruder to separate and remove volatile substances, mainly solvent. The temperature of the vent extruder was 230°C in the vent part, 230°C in the extrusion part, and the degree of vacuum in the vent part was 9 mmHg·Abs. The strand extruded from the die was cooled with water and then cut to obtain a pellet-like polymer having good transparency. On the other hand, volatile substances mainly composed of solvent discharged from the vent section were cooled and collected. When the infrared absorption spectrum of the obtained polymer was measured, the wave numbers were 1720 cm -1 , 1663 cm -1 and 750 cm -1
Absorption characteristic of methacrylimide-containing polymers was observed. In addition, nuclear magnetic resonance spectra showed signals indicating this structure. As a result of elemental analysis, the nitrogen content was 8.3%, and it was confirmed that it was a methacrylimide polymer that was almost completely N-methylated. When the physical properties of this polymer were evaluated,
It showed the following characteristics. Melt index: 1.45 g/10 minutes Heat distortion temperature: 182°C Residual volatile content was 0.2%. A light transmission body was prepared using the above polymer pellet as a sample for measuring light transmission performance using the apparatus and method shown in FIG. 2 (cylinder temperature: 250°C). The light transmission performance of the obtained optical transmission body was measured using the apparatus shown in FIGS. 3 and 4, and was found to be 545 dB/Km. Further, the numerical aperture of this optical transmission body was 0.57. This numerical aperture is a theoretical value calculated assuming that the refractive index of N-methyl methacrylimide polymer is 1.530 and the refractive index of 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate polymer is 1.410 (N A = √ 1 22 2 = 0.59). Examples 2 to 35 Various methacrylimide-containing polymers were obtained in the same manner as in Example 1, except that the methacrylic resin, solvent, imidizing agent, and reaction conditions shown in Table 1 were used. The internal pressure of the reaction tank was 20 to 80 Kg/cm 2 G. The properties of the obtained polymer are shown in Table 1.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 比較例 1〜5 第2表に示す条件で、実施例1の方法をくり返
して種々の重合体を製造し、それを評価した。得
られた結果を第2表に示す。 比較例1では溶剤としてビフエニルを使用した
が残存揮発分量が多いこと、均一イミド化反応が
進行せずにメタクリルイミド含有重合体の分子量
が低かつた。透光性能は極めて悪かつた。 比較例2および3では溶剤としてそれぞれジエ
チレングリコールおよびエチレングリコールを使
用したが、いずれも揮発分量が多く、透光性能に
劣つていた。 比較例4では溶剤としてキシレンを使用したが
均一イミド化反応が進行せずに生成物の重合度が
低かつた。揮発分量も多く透光性能は良好といえ
なかつた。 比較例5では溶剤としてトルエンを使用した
が、均一イミド化反応が進行せず生成物の重合度
は低かつた。
[Table] Comparative Examples 1 to 5 Various polymers were produced by repeating the method of Example 1 under the conditions shown in Table 2, and evaluated. The results obtained are shown in Table 2. In Comparative Example 1, biphenyl was used as a solvent, but the amount of residual volatile matter was large, the uniform imidization reaction did not proceed, and the molecular weight of the methacrylimide-containing polymer was low. Translucent performance was extremely poor. In Comparative Examples 2 and 3, diethylene glycol and ethylene glycol were used as solvents, respectively, but both had a large amount of volatile matter and were inferior in light transmitting performance. In Comparative Example 4, xylene was used as a solvent, but the homogeneous imidization reaction did not proceed and the degree of polymerization of the product was low. The amount of volatile matter was also large, and the light transmission performance could not be said to be good. In Comparative Example 5, toluene was used as a solvent, but the homogeneous imidization reaction did not proceed and the degree of polymerization of the product was low.

【表】 比較例 6 実施例1で用いたものと同一のメタクリル酸メ
チル共重合体を十分乾燥後、50mmφのスクリユー
径をもつ二軸押出機(L/D=33)に12Kg/Hr
の割合で供給した。この二軸押出機はペレツトの
可塑化ゾーン、イミド化剤供給ゾーン、イミド化
反応ゾーン、ベントゾーン、メタリング押出ゾー
ンおよびダイス部から構成され、それぞれの温度
を245℃、255℃、275℃、270℃、275℃および255
℃に設定した。ベントゾーンは真空度を5mmHg
absに維持した。二軸押出機のイミド化剤供給ゾ
ーンには逆止弁を通して2.79Kg/時間でメチルア
ミンを供給した。ダイス部より得られるストラン
ドを水冷後ペレツト状にして試料とした。この試
料を乾燥後、押出賦形装置によりストランド状に
して実施例1と同様にして透光性能を評価した。 得られた重合体の赤外吸収スペクトルを測定し
たところ波数1720cm-1、1663cm-1および750cm-1
にN―メチルメタクリルイミド重合体特有の吸収
がみられ、メタクリルイミド重合体であることが
確認された。 得られた重合体の物性を評価した。結果を以下
に示す。 メルトインデツクス 8.5gr/10分 熱変形温度 153℃ 透光性能 35000dB/Km(646nm) 以上の結果から溶媒の存在しない系で、イミド
化反応を行なつても透光性能に優れたイミド含有
重合体は得られないことが判明した。この理由
は、二軸押出機内で溶媒が存在しない場合、高い
粘度の溶融メタクリル重合体とメチルアミンの混
合が十分に行なわれないためイミド化反応が均一
に進行しないためと考えられる。
[Table] Comparative Example 6 After thoroughly drying the same methyl methacrylate copolymer used in Example 1, it was put into a twin screw extruder (L/D=33) with a screw diameter of 50 mmφ at 12 kg/Hr.
was supplied at the rate of This twin-screw extruder is composed of a pellet plasticization zone, an imidization agent supply zone, an imidization reaction zone, a vent zone, a metal ring extrusion zone, and a die section, and the respective temperatures are 245℃, 255℃, 275℃, and 270℃. ℃, 275℃ and 255℃
It was set at ℃. Vent zone vacuum level 5mmHg
Maintained abs. Methylamine was supplied to the imidizing agent supply zone of the twin-screw extruder through a check valve at a rate of 2.79 kg/hour. The strand obtained from the die part was cooled with water and then pelletized to form a sample. After drying this sample, it was shaped into a strand using an extrusion shaping device and evaluated for light transmission performance in the same manner as in Example 1. When the infrared absorption spectrum of the obtained polymer was measured, the wave numbers were 1720 cm -1 , 1663 cm -1 and 750 cm -1
Absorption characteristic of N-methyl methacrylimide polymer was observed, and it was confirmed that it was a methacrylimide polymer. The physical properties of the obtained polymer were evaluated. The results are shown below. Melt index: 8.5gr/10min Heat distortion temperature: 153℃ Transmission performance: 35000dB/Km (646nm) From the above results, the imide-containing polymer has excellent translucency even when imidization is performed in a solvent-free system. It turned out that union was not possible. The reason for this is thought to be that in the absence of a solvent in the twin-screw extruder, the highly viscous molten methacrylic polymer and methylamine are not sufficiently mixed, so that the imidization reaction does not proceed uniformly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施に使用される装置の一具
体例を線図的に示すものである。第2図は重合体
の透光性能を測定するための試料を作成する装置
の概略図である。第3図は重合体試料の透光性能
を測定する装置の概略図である。第4図は重合体
試料の開口数を測定する装置の概略図である。第
5図は第4図の装置で測定された結果の一例を示
す図である。
FIG. 1 diagrammatically shows one embodiment of the apparatus used in the practice of the invention. FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus for preparing a sample for measuring the light-transmitting performance of a polymer. FIG. 3 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the light transmission performance of a polymer sample. FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the numerical aperture of a polymer sample. FIG. 5 is a diagram showing an example of the results measured by the apparatus shown in FIG. 4.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 固有粘度が0.01〜3.0であるメタクリル酸エ
ステル単独重合体またはメタクリル酸エステル25
重量%以上と共重合可能な他の単量体75重量%以
下との共重合体と、一般式 R−NH2 () (式中、Rは水素原子、または炭素数1〜20の脂
肪族、芳香族もしくは脂環族炭化水素基を表わ
す)で示される化合物の1種以上とを、常圧下の
沸点が50〜135℃で、かつ溶解性パラメーターδ
値が10.0〜19.5(cal/cm31/2である溶媒の存在下
に、高分子側鎖間に縮合反応を起させる反応域
と、反応生成物を加熱して高分子側鎖間の縮合反
応をさらに促進させる熟成反応域とを含む少くと
も2つの反応域を通して100℃以上350℃以下の温
度において反応させ、次いでその得られた反応生
成物から揮発性物質を分離除去することを特徴と
する、一般式 (式中、Rは前述のとおりである。)で示される
構造単位2〜100重量%及びエチレン性単量体構
造単位0〜98重量%からなる透明性及び耐熱性に
優れたメタクリルイミド含有重合体の製法。 2 メタクリルイミド含有重合体の透光性能が波
長646nmにおいて5000dB/Km以下となるように
揮発性物質を分離除去する特許請求の範囲第1項
記載のメタクリルイミド含有重合体の製造方法。 3 メタクリル酸エステルの単独重合体または共
重合体と一般式()で示される化合物との反応
を、反応系における水分含有量が1重量%以下の
状態で行なう特許請求の範囲第1項または第2項
記載のメタクリルイミド含有重合体の製造方法。
[Claims] 1. A methacrylic ester homopolymer or methacrylic ester having an intrinsic viscosity of 0.01 to 3.025
A copolymer of 75% by weight or more of other copolymerizable monomers with 75% by weight or less of other monomers having the general formula R-NH 2 () (wherein R is a hydrogen atom or an aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms) , aromatic or alicyclic hydrocarbon group) with a boiling point of 50 to 135°C under normal pressure and a solubility parameter δ
There is a reaction zone where a condensation reaction occurs between polymer side chains in the presence of a solvent with a value of 10.0 to 19.5 (cal/cm 3 ) 1/2 , and a reaction zone where a condensation reaction occurs between polymer side chains by heating the reaction product. The reaction is carried out at a temperature of 100°C or higher and 350°C or lower through at least two reaction zones including an aging reaction zone that further accelerates the condensation reaction, and then volatile substances are separated and removed from the resulting reaction product. The general formula (In the formula, R is as described above.) A methacrylimide-containing polymer with excellent transparency and heat resistance consisting of 2 to 100% by weight of the structural unit represented by the formula (wherein R is as described above) and 0 to 98% by weight of the ethylenic monomer structural unit. Coalescing method. 2. The method for producing a methacrylimide-containing polymer according to claim 1, wherein volatile substances are separated and removed so that the light transmission performance of the methacrylimide-containing polymer is 5000 dB/Km or less at a wavelength of 646 nm. 3. Claim 1 or 3, wherein the reaction between the homopolymer or copolymer of methacrylic acid ester and the compound represented by the general formula () is carried out in a state where the water content in the reaction system is 1% by weight or less. 2. A method for producing a methacrylimide-containing polymer according to item 2.
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