JPH0329088B2 - - Google Patents
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- JPH0329088B2 JPH0329088B2 JP58217804A JP21780483A JPH0329088B2 JP H0329088 B2 JPH0329088 B2 JP H0329088B2 JP 58217804 A JP58217804 A JP 58217804A JP 21780483 A JP21780483 A JP 21780483A JP H0329088 B2 JPH0329088 B2 JP H0329088B2
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- polymer
- copolymer
- ethylene
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
本発明は新規なアセタール共重合体に関し、特
に従来にない優れた耐衝撃性と耐疲労性とを有す
る新規なアセタール共重合体の製法に関するもの
である。
ポリアセタールは通常ホルムアルデヒド、トリ
オキサンを単独重合するか、或いはホルムアルデ
ヒド、トリオキサンと環状エーテルとを共重合す
る事によつて得られる。
特公昭35−9435号公報においては、重合系中に
存在する微量の水、メタノール、蟻酸の量により
ホルムアルデヒド重合体の分子量が決定される事
が述べられている。また米国特許第3017389号明
細書においては、アルコール、エステル、酸無水
物、アミド、イミド等の連鎖移動剤の共存下に
て、ホルムアルデヒドを重合する旨の記述があ
る。
また特公昭35−2194号公報においてはポリテト
ラメチレングリコール、酢酸ビニル共重合体、メ
チルメタアクリレート/ビニルオキシメチルメチ
ルアミン共重合体等の重合体の存在下にてホルム
アルデヒドを重合する事が開示されている。
この方法を用いて製造されるポリオキシメチレ
ンのブロツク共重合体は、靱性は若干改良されて
いるが、一方では強度の低下が著るしい。すなわ
ちこの共重合体は、柔軟性が過多となりすぎるた
め、強度・剛性が大巾に低下している。この事は
後ほどの比較例においても明白となる。
アセタール重合体は、バランスのとれた物性を
有する事により、エンジニアリングプラスチツク
スとして有用されている。この発明の共重合体の
様に、強度・剛性を犠性にしてまでも、伸度、衝
撃値等の靱性を向上させようとする試みは、必ず
しも有利な方向とは言い難い。
本発明者らは、重合時に用いられるべき分子量
調節剤について広く検討した結果、或る特定のエ
ラストマーが、良好な分子量調節剤として機能す
る事を見い出した。またその結果として、これま
でのアセタール重合体には見られない。極めて優
れた耐衝撃性と耐疲労性とを併せもつ新規なアセ
タール共重体を見い出すに至つた。しかもこの共
重合体には、高い強度・剛性が維持されつつ、改
良された靱性が付与されている。従つて本発明の
共重合体は高度にバランスのとれた重合体と呼ば
れるに似合しいものである。
即ち本発明は、ソフトセグメントとハードセグ
メントとを有し、二次転移温度(Tg、ガラス転
移温度)が−120〜+40℃にあり、かつ無水カル
ボン酸基を少なくとも1個有する熱可塑性エラス
トマーの存在下にホルムアルデヒドを単独重合さ
せるか、又はホルムアルデヒドもしくはポリオキ
シメチレンを環状エーテルとを共重合させる新規
なアセタール共重合体の製法である。
以下本発明を具体的に説明する。
本発明においては、重合体中に少なくとも1個
の無水カルボン酸基を有する熱可塑性エラストマ
ーが、ホルムアルデヒドの単独重合又はホルムア
ルデヒドもしくはポリオキシメチレンと環状エー
テルとの共重合における分子量調節剤として用い
られる。
本発明で用いる事の出来るエラストマーは、熱
可塑性の重合体であり、無定形であり二次転移温
度の低いセグメント(ソフトセグメント)と、熱
可逆的な架橋・結合構造をつくるセグメント(ハ
ードセグメント)との共重合体であり、−120〜+
40℃の二次転移温度を有する重合体である。
ここでエラストマーの二次転移温度は、−120〜
+40℃の間にある事が必要である。二次転移温度
が−120〜+40℃の間にあるエラストマーを用い
る場合に限つて、生成するアセタール共重合体の
耐衝撃性の向上が見られる。
エラストマーは重合反応時に分子量調節剤とし
て機能し、重合体の分子量を調節すると同時に、
ブロツク性のマクロマーとして重合体中にとりこ
まれる。
本発明で用いる事の出来るエラストマーの第1
のグループは、ポリオレフイン系エラストマーで
あり、不飽和化合物変性エチレン−プロピレンコ
ポリマー、不飽和化合物変性エチレン−プロピレ
ン−ジエンターポリマー等がある。ここでエチレ
ン、プロピレンとターモノマーとして共重合され
るジエンには、ジシクロペンタジエン、エチリデ
ンノルボルネン、メチレンノルボルネン、1,4
−ヘキサジエン等がある。
エチレン−プロピレンコポリマー(EPM)、エ
チレン−プロピレン−ジエンターポリマー
(EPDM)は、過酸化物の存在下もしくは過酸化
物なしで、無水マレイン酸、無水メチルマレイン
酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水グ
ルタコン酸、無水ムコン酸、無水アセチレンジカ
ルボン酸、無水フタル酸等の不飽和化合物によつ
て変性される。
本発明では不飽和化合物で変性されたエチレン
−プロピレンコポリマー、エチレン−プロピレン
−ジエンターポリマーが用いられる。
具体的には無水マレイン酸変性エチレン−プロ
ピレンコポリマー(無水カルボン酸基2個)、無
水マレイン酸変性エチレン−プロピレン−エチリ
デンノルボルネンターポリマー(無水カルボン酸
基〜10個)、無水イタコン酸変性エチレン−プロ
ピレンコポリマー(無水カルボン酸基1個)、無
水シトラコン酸変性エチレン−プロピレン−ジシ
クロペンタジエンターポリマー(無水カルボン酸
基5個)等がある。
エラストマーの第2のグループはポリスチレン
系エラストマーであり、ポリスチレンをハードセ
グメントとする不飽和化合物変性エラストマーで
ある。ポリスチレンと組み合わされるべきソフト
セグメントにはポリブタジエン、ポリイソプレン
等のジエン系ポリマー、水素添加ポリブタジエ
ン、水素添加ポリイソプレン等の水素添加ジエン
系ポリマーがある。
ポリスチレン系エラストマーの変性に用いられ
る不飽和化合物は、ポリオレフイン系エラストマ
ーの変性に用いられる化合物と同じである。
具体的には、無水マレイン酸変性ポリスチレン
−ポリイソプレンブロツクコポリマー(無水カル
ボン酸基2個)、無水マレイン酸変性水素添加ポ
リスチレン−ポリブタジエンブロツクコポリマー
(無水カルボン酸基〜10個)、無水イタコン酸変性
ポリスチレン−ポリイソプレンブロツクコポリマ
ー(無水カルボン酸基5個)、無水シトラコン酸
変性ポリスチレン−ポリブタジエンブロツクコポ
リマー(無水カルボン酸基1個)等がある。
エラストマーは重合に先立つて、洗滌、吸着、
乾燥等の手法によつて精製される事が望ましい。
またこれ等のエラストマー単独で用いる事も出来
るし、或いは2種以上混合して重合に供する事も
出来る。
本発明の重合においては十分に精製されたホル
ムアルデヒド、ポリオキシメチレン、環状エーテ
ルがアセタール共重合体の出発原料として用いら
れる。
ここでポリオキシメチルレンは、ホルムアルデ
ヒドもしくはトリオキサンの単独重合体であり、
例えば数平均分子量が10000〜500000望ましくは
30000〜150000のものである。
環状エーテルの第1のグループとしては、一般
式
(R0:水素、アルキル基、アリール基より選ば
れ、各々同一であつても異なつていても良い。m
=2〜6)で表わされるアルキレンオキシドがあ
る。例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキ
シド、ブチレンオキシド、エピクロルヒドリン、
スチレンオキシド、オキセタン、3,3−ビス
(クロルメチル)オキセタン、テトラヒドロフラ
ン、オキセパン等がある。これらのアルキレンオ
キシドの中でも特にエチレンオキシドが好まし
い。
環状エーテルの第2のグループとしては、一般
式
で表わされる環状ホルマールがある。例えば、エ
チレングリコールホルマール、プロピレングリコ
ールホルマール、ジエチレングリコールホルマー
ル、トリエチレングリコールホルマール、1,4
−ブタンジオールホルマール、1,5−ペンタン
ジオールホルマール、1,6−ヘキサンジオール
ホルマールがある。これらの環状ホルマールの中
でも特にエチレングリコールホルマール、ジエチ
レングリコールホルマール及び1,4−ブタンジ
オールホルマールが好ましい。
環状エーテルは、出発原料100重量部に対して、
0.03〜100重量部、より好ましくは、0.1〜50重量
部が用いられる。
本発明のホルムアルデヒドの単独重合には通常
アニオン重合触媒が、ホルムアルデヒドと環状エ
ーテルとの共重合にはカチオン重合触媒もしくは
アニオン重合触媒とカチオン重合触媒とが用いら
れる。またポリオキシメチレンと環状エーテルと
の共重合(反応)には、通常カチオン重合触媒が
用いられる。
本発明の重合に用いられるアニオン重合触媒、
カチオン重合触媒は次の様な化合物である。
アニオン重合触媒の代表的なグループとして
は、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、ナ
トリウム−ナフタリン、カリウム−アントラセン
等のアルカリ金属錯化合物、水素化ナトリウム等
のアルカリ金属水素化物、水素化カルシウム等の
アルカリ土類金属水素化物、ナトリウムメトキシ
ド、カリウムt−ブトキシド等のアルカリ金属ア
ルコキシド、カプロン酸ナトリウム、ステアリン
酸カリウム等のカルボン酸アルカリ金属塩、カプ
ロン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等
のカルボン酸アルカリ土類金属塩、n−ブチルア
ミン、ジエチルアミン、トリオクチルアミン、ピ
リジン等のアミン、アンモニウムステアレート、
テトラブチルアンモニウムメトキシド、ジメチル
ジステアリルアンモニウムアセテート等の第4級
アンモニウム塩、テトラメチルホスホニウムプロ
ピオネート、トリメチルベンジルホスホニウムエ
トキシド等のホスホニウム塩、トリブチル錫クロ
ライド、ジエチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジ
メトキシド等の四価有機錫化合物、n−ブチルリ
チウム、エチルマグネシウムクロライド等のアル
キル金属等がある。
カチオン重合触媒としては、四塩化錫、四臭化
錫、四塩化チタン、三塩化アルミニウム、塩化亜
鉛、三塩化バナジウム、五弗化アンチモン、三弗
化ホウ素、三弗化ホウ素ジエチルエーテレート、
三弗化ホウ素アセチツクアンハイドレート、三弗
化ホウ素トリエチルアミン錯化合物等の三弗化ホ
ウ素配位化合物等のいわゆるフリーデル・クラフ
ト型化合物、過塩素酸、アセチルパークロレー
ト、ヒドロキシ酢酸、トリクロル酢酸、p−トル
エンスルホン酸等の無機酸及び有機酸、トリエチ
ルオキソニウムテトラフロロボレート、トリフエ
ニルメチルヘキサフロロアンチモネート、アリル
ジアゾニウムヘキサフロロホスフエート、アリル
ジアゾニウムテトラフロロボレート等の複合塩化
合物、ジエチル亜鉛、トリエチルアルミニウム、
ジエチルアルミニウムクロライド等のアルキル金
属等があげられる。
これらのアニオン重合触媒、カチオン重合触媒
は、出発原料100重量部に対し、0.0005〜5重量
部の範囲で用いられる。重合は、無溶媒もしくは
有機媒体中で行なわれる。
本発明において用いる事のできる有機媒体とし
ては、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタ
ン、n−オクタン、シクロヘキサン、シクロペン
タン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、ク
ロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、トリク
ロルエチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素、ク
ロルベンゼン、o−ジクロルベンゼン等のハロゲ
ン化芳香族炭化水素がある。これらの有機媒体は
単独で用いても良く、あるいは2種以上混合して
用いても差し支えない。分子量調節剤であるエラ
ストマーは反応系中に均一に溶解もしくは分散さ
れて用いられる。分子量調節剤の系中における濃
度は、所望するアセタール共重合体の分子量の要
求に応じて、容易に実験によつて決定する事がで
きる。
重合温度は通常−20〜230℃の間で設定される
が、無溶媒の場合には20〜210℃の間がより好ま
しく、有機媒体を使用する場合には−10〜120℃
の間がより好ましい。
重合時間については特に制限はないが、5秒〜
300分の間で設定される。
所定時間の経過後、反応系中に停止剤が添加さ
れて重合反応は終了する。得られた重合体は、不
安定末端を加水分解にて除去するか或いは不安定
末端をエステル化等の方法で封鎖するかによつて
安定化される。安定化されたアセタール共重合体
は、安定剤等が添加され実用に供される。
以上詳しく述べて来た本発明のアセタール共重
合体とその製法の特長を列記すると以下の如くで
ある。
(1) アセタール共重合体の耐衝撃性、耐疲労性等
の靱性及び強度・剛性が極めて優れているこ
と。
(2) 特定のエラストマーを用いる事により、アセ
タール共重合体に優れた性能を付与出来ると同
時に、重合体の分子量を任意に制御しうる事。
以下の実施例における測定項目は次の通りであ
る。
MI:無水酢酸を用いた末端安定化の終了した
重合体100部に、2,2−メチレン−ビス(4−
メチル−6−tert−ブチルフエノール)0.25部、
ナイロン6,6 0.50部を添加し、50mmφ押出機
を用いてペレツト化した。このペレツトのMIを、
ASTM−D1238−57Tに準じて測定、MIは分子
量の尺度である。
アイゾツト衝撃値(ノツチ付き):上記のペレ
ツトを射出成形機を用いて平板に成形した。この
平板より試験片を切削し、ASTM−D256に準じ
て測定、アイゾツト衝撃値の大きい方が耐衝撃性
に優れる。
振動疲労特性:平板より試験片を切削し、
ASTM−D671に準じて20℃、繰り返し振動サイ
クル1800回/分で測定。106回繰り返えし振動を
与えた時の試験片を破壊させない最大応力=疲労
強度を以つて耐疲労性の指標とする。疲労強度の
大きい方が耐疲労性に優れている。
実施例 1
純度99.9%のホルムアルデヒドガスを1時間当
り100部(以下、部は重量部を示す。)の割合で、
分子量調節剤として61.5gr/の無水マレイン酸
変性エチレン−プロピレンコポリマー(無水カル
ボン酸基〜10個)重合触媒として3.5×10-4mol/
のジメチルジステアリルアンモニウムアセテー
トを含むトルエン500部中に3時間連続して供給
した。
エラストマー及び重合触媒を上記の濃度で含有
するトルエンも500部/hrの割合で3時間連続し
て供給し、重合温度はこの間62℃に維持した。重
合体をトルエンより分離し、次いで洗滌・乾燥を
行ない、重合体389部を得た。
この重合体をアセチル化後、ベンジルアルコー
ル中、160℃で5時間抽出操作にかけたが、未反
応のエラストマーは全く抽出されなかつた。この
事より、エラストマーはすべて重合体に挿入され
ている事が明白となつた。
この重合体の物性値は次の通りであつた。
MI 1.6(g/10分)
アイゾツト衝撃値 32.4(Kg・cm/cm)
疲労強度 283(Kg/cm2)
この重合体は所望の分子量を有し、耐衝撃性と
耐疲労性とに優れた性能を有している。
実施例 2
ホルムアルデヒドを100部/hr、エチレンオキ
シドを2.2部/hrの割合で、分子量調節剤として、
65.2gr/の無水マレイン酸変性水素添加ポリス
チレン−ポリイソプレンブロツクコポリマーを含
むトルエン500部中に5時間連続して供給した。
エラストマーを上記の濃度で含有するトルエン
も500部/hrの割合で5時間連続して供給した。
また重合触媒としてテトラブチルアンモニウムア
セテート及び三弗化ホウ素ジブチルエーテレート
を各々0.03部/hr、0.08部/hrの割合で別々の導
管を通して5時間連続的に供給し、重合温度はこ
の間60℃に維持した。重合体をトルエンより分離
し、次いで洗滌・乾燥を行ない重合体692部を得
た。
この重合体をアセチル化後、ベンジルアルコー
ル中、160℃で5時間抽出操作にかけたが、未反
応のエラストマーは全く抽出されなかつた。この
事よりエラストマーはすべて重合体に挿入されて
いる事が明白となつた。
この重合体の物性値は次の通りである。
MI 2.8(g/10分)
アイゾツト衝撃値 268(Kg・cm/cm)
疲労強度 26.9(Kg/cm2)
この重合体も所定の分子量を有し、同時に優れ
た耐衝撃性も有している。
実施例 3
減圧下に十分乾燥されたポリオキシメチレン
5.08Kg、エチレングリコールホルマール418gr、
分子量調整剤として無水マレイン酸変性エチレン
−プロピレン−エチリデンノボルネンターポリマ
ー(無水カルボン酸基3個)3.35Kg、シクロヘキ
サン50Kgを反応槽に仕込んだ。
仕込みの後、反応槽の内容物を70℃に加熱昇温
した。反応槽に三弗化ホウ素ジブチルエーテレー
ト1.25grを加えて反応を開始した。
反応槽の内温を70℃に32分間維持した後、
130grのトリブチルアミンを含む550grのシクロヘ
キサンを加え反応を停止した。重合体を濾別後、
大量のメタノールにて5回洗滌し、8.41Kgの重合
体を回収した。
この重合体の熱ベンジルアルコール抽出によつ
てもエラストマーは全く検出出来なかつた。この
事よりエラストマーは全て重合体に挿入されてい
る事が明白となつた。
この重合体の物性値は次の通りである。
MI 12.3(g/10分)
アイゾツト衝撃値 28.4(Kg・cm/cm)
疲労強度 267(Kg/cm2)
この重合体も所望の分子量と優れた耐衝撃性と
を併せ持つ重合体である。
実施例 4〜13
第1表に示す出発原料、エラストマーを用い
て、第1表に物性値を示すアセタール共重合体を
得た。いづれの重合体も所望の分子量を有し、耐
衝撃性に優れている。
比較例 1〜4
実施例1で用いたエラストマーに代えて、第1
表に示す活性水素を有する重合体を用いて、ブロ
ツクコポリマーを得た。これらのポリマーの物性
値も第1表に併せて示した。単に活性水素原子を
有する重合体とホルムアルデヒドとのブロツクコ
ポリマーは、耐衝撃性の向上も殆んどみられず、
同時に疲労強度の低下も大きい。
尚ポリオキシメチレンホモポリマーの物性値は
次の通りである。
MI 12.2(g/10分)
アイゾツト衝撃値 6.8(Kg・cm/cm)
疲労強度 330(Kg/cm2)
またトリオキサンとエチレンオキシドの共重合
で得たオキシエチレン単位1.5mol%含有のポリ
オキシメチレンコポリマーの物性値は次の通りで
ある。
MI 12.0(g/10分)
アイゾツト衝撃値 4.9(Kg・cm/cm)
疲労強度 260(Kg/cm2)
The present invention relates to a novel acetal copolymer, and particularly to a method for producing a novel acetal copolymer having unprecedentedly excellent impact resistance and fatigue resistance. Polyacetal is usually obtained by homopolymerizing formaldehyde or trioxane, or by copolymerizing formaldehyde or trioxane with a cyclic ether. Japanese Patent Publication No. 35-9435 states that the molecular weight of a formaldehyde polymer is determined by the amounts of trace amounts of water, methanol, and formic acid present in the polymerization system. Further, US Pat. No. 3,017,389 describes that formaldehyde is polymerized in the coexistence of a chain transfer agent such as an alcohol, ester, acid anhydride, amide, or imide. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 35-2194 discloses that formaldehyde is polymerized in the presence of polymers such as polytetramethylene glycol, vinyl acetate copolymer, and methyl methacrylate/vinyloxymethylmethylamine copolymer. ing. The polyoxymethylene block copolymer produced using this method has slightly improved toughness, but has a significant decrease in strength. In other words, this copolymer has too much flexibility, resulting in a significant decrease in strength and rigidity. This will also become clear in the comparative examples later on. Acetal polymers are useful as engineering plastics due to their well-balanced physical properties. Attempts to improve toughness such as elongation and impact value even at the expense of strength and rigidity, as in the case of the copolymer of the present invention, cannot necessarily be said to be an advantageous direction. The present inventors extensively studied molecular weight regulators to be used during polymerization and found that a certain elastomer functions well as a molecular weight regulator. As a result, this is not found in conventional acetal polymers. We have discovered a new acetal copolymer that has both extremely excellent impact resistance and fatigue resistance. Moreover, this copolymer has improved toughness while maintaining high strength and rigidity. Therefore, the copolymers of the present invention can be appropriately called highly balanced polymers. That is, the present invention provides a thermoplastic elastomer having a soft segment and a hard segment, a second-order transition temperature (Tg, glass transition temperature) of -120 to +40°C, and at least one carboxylic anhydride group. This is a novel method for producing acetal copolymers, in which formaldehyde is homopolymerized or formaldehyde or polyoxymethylene is copolymerized with a cyclic ether. The present invention will be specifically explained below. In the present invention, a thermoplastic elastomer having at least one carboxylic anhydride group in the polymer is used as a molecular weight regulator in the homopolymerization of formaldehyde or the copolymerization of formaldehyde or polyoxymethylene with a cyclic ether. The elastomer that can be used in the present invention is a thermoplastic polymer, consisting of an amorphous segment with a low secondary transition temperature (soft segment) and a segment that creates a thermoreversible crosslinked/bonded structure (hard segment). It is a copolymer with -120 to +
It is a polymer with a second-order transition temperature of 40°C. Here, the second-order transition temperature of the elastomer is −120 to
It is necessary that the temperature be between +40℃. An improvement in the impact resistance of the resulting acetal copolymers is observed only when using elastomers with secondary transition temperatures between -120 and +40°C. The elastomer functions as a molecular weight regulator during the polymerization reaction, and at the same time controls the molecular weight of the polymer.
It is incorporated into the polymer as a blocking macromer. The first elastomer that can be used in the present invention
This group includes polyolefin elastomers, such as unsaturated compound-modified ethylene-propylene copolymers and unsaturated compound-modified ethylene-propylene-diene terpolymers. The dienes copolymerized with ethylene and propylene as termonomers include dicyclopentadiene, ethylidene norbornene, methylene norbornene, 1,4
-Hexadiene, etc. Ethylene-propylene copolymers (EPM), ethylene-propylene-diene terpolymers (EPDM) can be prepared in the presence or absence of peroxides by maleic anhydride, methylmaleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, It is modified with unsaturated compounds such as glutaconic anhydride, muconic anhydride, acetylene dicarboxylic anhydride, and phthalic anhydride. In the present invention, ethylene-propylene copolymers and ethylene-propylene-diene terpolymers modified with unsaturated compounds are used. Specifically, maleic anhydride-modified ethylene-propylene copolymer (2 carboxylic anhydride groups), maleic anhydride-modified ethylene-propylene-ethylidene norbornene terpolymer (~10 carboxylic anhydride groups), itaconic anhydride-modified ethylene-propylene. There are copolymers (one carboxylic anhydride group), citraconic anhydride-modified ethylene-propylene-dicyclopentadiene terpolymers (five carboxylic anhydride groups), and the like. The second group of elastomers are polystyrene-based elastomers, which are unsaturated compound-modified elastomers that have polystyrene as a hard segment. Soft segments to be combined with polystyrene include diene polymers such as polybutadiene and polyisoprene, and hydrogenated diene polymers such as hydrogenated polybutadiene and hydrogenated polyisoprene. The unsaturated compound used to modify the polystyrene elastomer is the same as the compound used to modify the polyolefin elastomer. Specifically, maleic anhydride-modified polystyrene-polyisoprene block copolymer (2 carboxylic anhydride groups), maleic anhydride-modified hydrogenated polystyrene-polybutadiene block copolymer (~10 carboxylic anhydride groups), itaconic anhydride-modified polystyrene. -Polyisoprene block copolymer (5 carboxylic anhydride groups), citraconic anhydride-modified polystyrene-polybutadiene block copolymer (1 carboxylic anhydride group), and the like. Prior to polymerization, elastomers are washed, adsorbed,
It is preferable that it be purified by methods such as drying.
Further, these elastomers can be used alone, or two or more of them can be mixed and subjected to polymerization. In the polymerization of the present invention, sufficiently purified formaldehyde, polyoxymethylene, and cyclic ether are used as starting materials for the acetal copolymer. Here, polyoxymethyllene is a homopolymer of formaldehyde or trioxane,
For example, the number average molecular weight is preferably 10,000 to 500,000
30,000 to 150,000. The first group of cyclic ethers has the general formula (R 0 : selected from hydrogen, alkyl group, and aryl group, each of which may be the same or different. m
There are alkylene oxides represented by =2 to 6). For example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, epichlorohydrin,
Examples include styrene oxide, oxetane, 3,3-bis(chloromethyl)oxetane, tetrahydrofuran, oxepane, and the like. Among these alkylene oxides, ethylene oxide is particularly preferred. The second group of cyclic ethers has the general formula There is a cyclic formal represented by For example, ethylene glycol formal, propylene glycol formal, diethylene glycol formal, triethylene glycol formal, 1,4
-butanediol formal, 1,5-pentanediol formal, and 1,6-hexanediol formal. Among these cyclic formals, ethylene glycol formal, diethylene glycol formal and 1,4-butanediol formal are particularly preferred. Cyclic ether, based on 100 parts by weight of starting materials,
0.03 to 100 parts by weight, more preferably 0.1 to 50 parts by weight are used. Generally, an anionic polymerization catalyst is used for the homopolymerization of formaldehyde in the present invention, and a cationic polymerization catalyst or an anionic polymerization catalyst and a cationic polymerization catalyst is used for the copolymerization of formaldehyde and a cyclic ether. Further, a cationic polymerization catalyst is usually used for copolymerization (reaction) of polyoxymethylene and cyclic ether. Anionic polymerization catalyst used in the polymerization of the present invention,
Cationic polymerization catalysts are the following compounds. Typical groups of anionic polymerization catalysts include alkali metals such as sodium and potassium, alkali metal complexes such as sodium-naphthalene and potassium-anthracene, alkali metal hydrides such as sodium hydride, and alkaline earths such as calcium hydride. metal hydrides, alkali metal alkoxides such as sodium methoxide and potassium t-butoxide, alkali metal carboxylates such as sodium caproate and potassium stearate, alkaline earth metal carboxylates such as magnesium caproate and calcium stearate, Amines such as n-butylamine, diethylamine, trioctylamine, pyridine, ammonium stearate,
Quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium methoxide and dimethyldistearylammonium acetate; phosphonium salts such as tetramethylphosphonium propionate and trimethylbenzylphosphonium ethoxide; quaternary ammonium salts such as tributyltin chloride, diethyltin dilaurate, and dibutyltin dimethoxide Examples include valent organic tin compounds, alkyl metals such as n-butyllithium, and ethylmagnesium chloride. Cationic polymerization catalysts include tin tetrachloride, tin tetrabromide, titanium tetrachloride, aluminum trichloride, zinc chloride, vanadium trichloride, antimony pentafluoride, boron trifluoride, boron trifluoride diethyl etherate,
So-called Friedel-Crafts type compounds such as boron trifluoride coordination compounds such as boron trifluoride acetic anhydrate and boron trifluoride triethylamine complex compounds, perchloric acid, acetyl perchlorate, hydroxyacetic acid, trichloroacetic acid, Inorganic and organic acids such as p-toluenesulfonic acid, complex salt compounds such as triethyloxonium tetrafluoroborate, triphenylmethylhexafluoroantimonate, allyldiazonium hexafluorophosphate, allyldiazonium tetrafluoroborate, diethylzinc, triethyl aluminum,
Examples include alkyl metals such as diethylaluminum chloride. These anionic polymerization catalysts and cationic polymerization catalysts are used in an amount of 0.0005 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the starting material. Polymerization is carried out without a solvent or in an organic medium. Organic media that can be used in the present invention include aliphatic hydrocarbons such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclohexane, and cyclopentane, benzene, toluene,
Examples include aromatic hydrocarbons such as xylene, halogenated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, ethylene chloride, and trichloroethylene, and halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene and o-dichlorobenzene. These organic media may be used alone or in combination of two or more. The elastomer, which is a molecular weight regulator, is used after being uniformly dissolved or dispersed in the reaction system. The concentration of the molecular weight regulator in the system can be easily determined by experiment, depending on the molecular weight requirements of the desired acetal copolymer. The polymerization temperature is usually set between -20 and 230°C, but preferably between 20 and 210°C when using no solvent, and between -10 and 120°C when using an organic medium.
It is more preferable. There are no particular restrictions on polymerization time, but from 5 seconds to
Set between 300 minutes. After a predetermined period of time has elapsed, a terminator is added to the reaction system to complete the polymerization reaction. The obtained polymer is stabilized by removing unstable ends by hydrolysis or blocking unstable ends by a method such as esterification. The stabilized acetal copolymer is put into practical use with the addition of a stabilizer and the like. The features of the acetal copolymer of the present invention and its production method which have been described in detail above are listed below. (1) The acetal copolymer has extremely high impact resistance, fatigue resistance, toughness, strength, and rigidity. (2) By using a specific elastomer, it is possible to impart excellent performance to the acetal copolymer, and at the same time, the molecular weight of the polymer can be controlled arbitrarily. Measurement items in the following examples are as follows. MI: 2,2-methylene-bis(4-
methyl-6-tert-butylphenol) 0.25 parts,
0.50 part of nylon 6,6 was added and pelletized using a 50 mmφ extruder. The MI of this pellet is
Measured according to ASTM-D1238-57T, MI is a measure of molecular weight. Izot impact value (notched): The above pellet was molded into a flat plate using an injection molding machine. A test piece was cut from this flat plate and measured according to ASTM-D256. The larger the Izot impact value, the better the impact resistance. Vibration fatigue characteristics: Cut a test piece from a flat plate,
Measured at 20°C and repeated vibration cycles of 1800 times/min in accordance with ASTM-D671. 10 The maximum stress that does not cause the specimen to break when subjected to repeated vibrations 6 times = fatigue strength is used as an index of fatigue resistance. The higher the fatigue strength, the better the fatigue resistance. Example 1 Formaldehyde gas with a purity of 99.9% was mixed at a rate of 100 parts (hereinafter, parts are by weight) per hour,
61.5 gr/maleic anhydride modified ethylene-propylene copolymer (~10 carboxylic anhydride groups) as a molecular weight regulator, 3.5 x 10 -4 mol/ as a polymerization catalyst
The mixture was continuously fed into 500 parts of toluene containing dimethyl distearyl ammonium acetate for 3 hours. Toluene containing the elastomer and polymerization catalyst at the above concentrations was also continuously fed at a rate of 500 parts/hr for 3 hours, and the polymerization temperature was maintained at 62° C. during this period. The polymer was separated from toluene, washed and dried to obtain 389 parts of polymer. After acetylating this polymer, it was extracted in benzyl alcohol at 160° C. for 5 hours, but no unreacted elastomer was extracted. From this, it became clear that all the elastomer was inserted into the polymer. The physical properties of this polymer were as follows. MI 1.6 (g/10 minutes) Izot impact value 32.4 (Kg・cm/cm) Fatigue strength 283 (Kg/cm 2 ) This polymer has the desired molecular weight and has excellent impact resistance and fatigue resistance. It has performance. Example 2 Formaldehyde was used as a molecular weight regulator at a ratio of 100 parts/hr and ethylene oxide at a ratio of 2.2 parts/hr.
65.2 gr/maleic anhydride modified hydrogenated polystyrene-polyisoprene block copolymer was continuously fed into 500 parts of toluene for 5 hours. Toluene containing elastomer at the above concentration was also continuously fed at a rate of 500 parts/hr for 5 hours.
Additionally, as polymerization catalysts, tetrabutylammonium acetate and boron trifluoride dibutyl etherate were continuously supplied through separate conduits at a rate of 0.03 parts/hr and 0.08 parts/hr, respectively, for 5 hours, and the polymerization temperature was maintained at 60°C during this time. did. The polymer was separated from toluene, then washed and dried to obtain 692 parts of polymer. After acetylating this polymer, it was extracted in benzyl alcohol at 160° C. for 5 hours, but no unreacted elastomer was extracted. From this, it became clear that all the elastomer was inserted into the polymer. The physical properties of this polymer are as follows. MI 2.8 (g/10 minutes) Izot impact value 268 (Kg・cm/cm) Fatigue strength 26.9 (Kg/cm 2 ) This polymer also has a specified molecular weight and at the same time has excellent impact resistance. . Example 3 Polyoxymethylene thoroughly dried under reduced pressure
5.08Kg, ethylene glycol formal 418gr,
A reaction tank was charged with 3.35 kg of maleic anhydride-modified ethylene-propylene-ethylidene nobornene terpolymer (3 carboxylic anhydride groups) and 50 kg of cyclohexane as molecular weight regulators. After charging, the contents of the reaction tank were heated to 70°C. The reaction was started by adding 1.25g of boron trifluoride dibutyl etherate to the reaction tank. After maintaining the internal temperature of the reaction tank at 70℃ for 32 minutes,
The reaction was stopped by adding 550 gr of cyclohexane containing 130 gr of tributylamine. After filtering off the polymer,
After washing with a large amount of methanol 5 times, 8.41 kg of polymer was recovered. Even by hot benzyl alcohol extraction of this polymer, no elastomer could be detected. From this, it became clear that all the elastomer was inserted into the polymer. The physical properties of this polymer are as follows. MI 12.3 (g/10 minutes) Izot impact value 28.4 (Kg·cm/cm) Fatigue strength 267 (Kg/cm 2 ) This polymer also has a desired molecular weight and excellent impact resistance. Examples 4 to 13 Using the starting materials and elastomers shown in Table 1, acetal copolymers having the physical properties shown in Table 1 were obtained. Both polymers have desired molecular weights and excellent impact resistance. Comparative Examples 1 to 4 Instead of the elastomer used in Example 1, the first
A block copolymer was obtained using a polymer having the active hydrogen shown in the table. The physical properties of these polymers are also shown in Table 1. A block copolymer of formaldehyde and a polymer having active hydrogen atoms shows almost no improvement in impact resistance.
At the same time, the fatigue strength also decreases significantly. The physical properties of the polyoxymethylene homopolymer are as follows. MI 12.2 (g/10 min) Izot impact value 6.8 (Kg・cm/cm) Fatigue strength 330 (Kg/cm 2 ) Polyoxymethylene copolymer containing 1.5 mol% oxyethylene units obtained by copolymerization of trioxane and ethylene oxide The physical property values are as follows. MI 12.0 (g/10 minutes) Izot impact value 4.9 (Kg・cm/cm) Fatigue strength 260 (Kg/cm 2 )
【表】【table】
Claims (1)
し、二次転移温度が−120〜+40℃にあり、かつ
無水カルボン酸基を少なくとも1個有する熱可塑
性エラストマーの存在下にホルムアルデヒドを単
独重合させるか、又はホルムアルデヒド又はポリ
オキシメチレンと環状エーテルとを共重合させる
事を特徴とするアセタール共重合体の製法。 2 熱可塑性エラストマーが、ポリオレフイン系
エラストマー又はポリスチレン系エラストマーで
ある特許請求の範囲第1項記載の製法。 3 ポリオレフイン系エラストマーが不飽和化合
物変性エチレン−プロピレンコポリマーもしくは
不飽和化合物変性エチレン−プロピレン−ジエン
ターポリマーである特許請求の範囲第1項又は第
2項記載の製法。 4 ポリスチレン系エラストマーが不飽和化合物
変性ポリスチレン−ポリジエンブロツクコポリマ
ーもしくは不飽和化合物変性水素添加ポリスチレ
ンポリジエンブロツクコポリマーである特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の製法。 5 環状エーテルがエチレンオキシドである特許
請求の範囲第1項記載の製法。 6 環状エーテルが、エチレングリコールホルマ
ール、ジエチレングリコールホルマール及び1,
4−ブタンジオールホルマールから選ばれた化合
物である特許請求の範囲第1項記載の製法。[Claims] 1. Formaldehyde alone in the presence of a thermoplastic elastomer that has soft segments and hard segments, has a secondary transition temperature of -120 to +40°C, and has at least one carboxylic anhydride group. A method for producing an acetal copolymer, which comprises polymerizing or copolymerizing formaldehyde or polyoxymethylene with a cyclic ether. 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the thermoplastic elastomer is a polyolefin elastomer or a polystyrene elastomer. 3. The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the polyolefin elastomer is an unsaturated compound-modified ethylene-propylene copolymer or an unsaturated compound-modified ethylene-propylene-dien terpolymer. 4. The method according to claim 1 or 2, wherein the polystyrene elastomer is an unsaturated compound-modified polystyrene-polydiene block copolymer or an unsaturated compound-modified hydrogenated polystyrene-polydiene block copolymer. 5. The production method according to claim 1, wherein the cyclic ether is ethylene oxide. 6 The cyclic ether is ethylene glycol formal, diethylene glycol formal and 1,
The method according to claim 1, wherein the compound is selected from 4-butanediol formal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21780483A JPS60110714A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Production of acetal copolymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21780483A JPS60110714A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Production of acetal copolymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60110714A JPS60110714A (en) | 1985-06-17 |
| JPH0329088B2 true JPH0329088B2 (en) | 1991-04-23 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP21780483A Granted JPS60110714A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Production of acetal copolymer |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60110714A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60104116A (en) * | 1983-11-10 | 1985-06-08 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Production of polyacetal |
-
1983
- 1983-11-21 JP JP21780483A patent/JPS60110714A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60110714A (en) | 1985-06-17 |
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