[发明专利]聚合物制造方法、聚合物产物、粒子、膜、成型制品和纤维

说明书

技术领域

本发明涉及其中使包含乙烯基键的单体通过加成聚合而聚合的发明。

背景技术

自由基聚合是其中通过使用引发剂的分解而产生自由基以进行包含乙烯基键的单的加成聚合的聚合方法，并且在工业上广泛使用。然而，自由基聚合具有所获得的聚合物产物的分子量分布变宽的缺点。自由基聚合可能不适合于聚合物产物的如在其中制造嵌段共聚物的情况中的需要窄分子量分布的用途。

对于能够解决自由基聚合的缺点的聚合方法，工业上已经使用活性自由基聚合。在活性自由基聚合中，活性位点被保持在聚合物的末端处，并且因此倾向于获得具有窄分子量分布的聚合物产物。对于活性自由基聚合的方法，已经知晓主要三种方法。具体地，存在使用硝酰基自由基的方法(氮氧(硝基氧，nitroxide)介导的自由基聚合(NMP)，参见PTL1)、原子转移自由基聚合(ATRP，参见PTL2和PTL3)、和可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合(参见PTL4)。然而，在任意这些方法中，在聚合中使用溶剂，并且因此需要用于除去溶剂的步骤。

对于在不使用溶剂的情况下进行包含乙烯基键的单体的加成聚合的方法，已经知晓本体聚合。当进行包含乙烯基键的单体的本体聚合时，产生大量的反应热。因此，存在其中例如通过如下而对聚合反应进行控制的情况：在低于所要产生的聚合物的熔点或软化点的温度下进行该聚合反应。例如，PTL5公开了通过在110℃下进行氯亚甲基苯乙烯的本体聚合而以64％的转化率获得具有1,490的数均分子量的聚合物的方法。

引文列表

专利文献

PTL1：日本专利申请特开(JP-A)No.60-89452

PTL2：PCT国际申请的日文译文(JP-A)No.10-509475

PTL3：JP-ANo.2010-254815

PTL4：国际公开No.WO98/01478

PTL5：JP-ANo.2009-7582

发明内容

技术问题

然而，在其中使包含乙烯基键的单体在低温下在不使用有机溶剂的情况下以前述方式聚合时，反应产物的粘度随着反应进行而增加，并且因此存在难以进行聚合反应的问题。

问题的解决方案

用于解决上述问题的手段如下：

根据本发明的聚合物制造方法包含：

使包含乙烯基键的单体与压缩性流体接触并且使所述包含乙烯基键的单体熔融或溶解，之后在引发剂的存在下进行所述包含乙烯基键的单体的加成聚合。

发明的有益效果

本发明呈现出如下效果：即使在其中使包含乙烯基键的单体在低温例如等于或低于所要产生的聚合物的熔点或软化点的温度下在不使用有机溶剂的情况下聚合时，聚合反应也容易进行。

附图说明

图1为说明相对于温度和压力的物质状态的相图。

图2为用于定义本实施方式中的压缩性流体的范围的相图。

图3为说明聚合步骤的一个实例的系统图。

图4为说明连续聚合步骤的一个实例的系统图。

具体实施方式

下文中具体解释本发明的实施方式。根据本实施方式的聚合物制造方法包含使包含乙烯基键的能活性聚合的单体与压缩性流体接触并且使所述包含乙烯基键的单体熔融或溶解，之后在引发剂的存在下进行所述包含乙烯基基团的单体的加成聚合。下文中，将能够活性聚合的包含乙烯基键的单体简称为单体，并且将加成聚合简称为聚合。

作为本发明人坚持不懈地进行的研究的结果，现已发现，通过使例如与所用催化剂或引发剂不具有化学相互作用(例如盐和络合物)的压缩性流体与可通过活性聚合而聚合的包含乙烯基基团的能加成聚合的单体、或者由所述能加成聚合的单体组成的聚合物产物接触，其混合物的粘度降低。结果，反应产物在等于或低于所述聚合物的熔点的反应温度下变成熔融状态，并且因此反应在等于或低于所述熔点的温度下均匀地进行，并且在反应之后所述聚合物也容易取出。注意，根据本实施方式的聚合物制造方法适合用于制造粘度由于压缩性流体而降低的聚合物。而且，根据本实施方式的制造方法，反应温度可设置为低的而无需使用有机溶剂，并且可容易地控制反应热。而且，通过将反应温度设置为低的，解聚反应被抑制，并且聚合物产物中的单体残余物的量可降低至其除去操作是不必要的水平。

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