JP5559534B2 - ジアリルアミンの重合およびその様なアミンから誘導される単位からなる高分子鎖を含む化合物 - Google Patents
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Description
適切な場合には塩の形態の第三級または第四級ジアリルアミンから選択される少なくとも1つの「モノマーM」、
場合により、他のエチレン系不飽和モノマー、
式−S−CS−の基を含む移動基を含む少なくとも1つの化合物、および
遊離基を有するまたは発生する化合物、
が接触状態に置かれるラジカル重合の「工程P」を含む、高分子鎖を含む化合物の調製方法を提案することにより上述の必要性の少なくとも幾つかを満足させる。
高分子鎖が、エチレン系不飽和モノマーから誘導される単位の数の少なくとも10%、好ましくは、少なくとも50%および好ましくは、少なくとも90%を含み、
高分子鎖が、適切な場合には、塩の形態で、第三級または第四級ジアリルアミンから選択される少なくとも1つの「モノマーM」から誘導される単位を含むことを特徴とする、制御された構造体の高分子鎖を含む化合物を提案する。
本特許出願で、モノマーM以外のモノマーから誘導される単位と言う用語は、前記重合モノマーから直接得られても良い単位を意味する。したがって、例えば、アクリルまたはメタクリル酸エステルから誘導される単位は、例えば、アクリルまたはメタクリル酸エステルを重合し、次いで、加水分解することにより得られる、式−CH2−CH(COOH)−、または−CH2−C(CH3)(COOH)−の単位を網羅しない。例えば、また、アクリルまたはメタクリル酸から誘導される単位は、これらの単位が、アクリルまたはメタクリル酸エステルを重合し、次いで、加水分解することにより得られたものでも、式−CH2−CH(COOH)−または−CH2−C(CH3)(COOH)−の単位を意味する。
モノマーMは、場合により塩の形態の第三級または第四級ジアリルアミンである。これは、これらのアミンの幾つかの混合物または組合せであっても良い。モノマーおよびモノマーMから誘導される単位は、種々の形態、特に、これらが存在する媒体のpHに応じて種々の形態であっても良い(酸性化でのプロトン化)ことに留意されたい。これらは、任意のpHで不変的に(第四級アミン)、またはpHに応じた塩の形態であっても良い。負電荷を含む置換基(特に、R3型の)を有する、第四級アミン型の或種のモノマーM、およびこれから誘導される単位はベタインと称されることがあり、一般的に、塩の形態であるものとは見なされない。塩の形態であるモノマーM、およびこれから誘導される単位は、一般的に、対アニオンX−を含む。
CH2=CH−CH2−NR1−CH2−CH=CH2 (I)
CH2=CH−CH2−N+R1R2−CH2−CH=CH2、X− (II)
CH2=CH−CH2−N+R1R3CH2−CH=CH2 (III)
(式中、
R1は、直鎖または分枝、飽和または不飽和炭化水素を基にした基であり、できれば芳香族の、できれば置換された、好ましくはC1−C30の基である。R1は、好ましくは、メチルまたはエチル基であり、
R2は、水素原子または式R1と同じか異なる基であり、適切な場合には、基R1と一緒に、場合により複素環、場合により芳香族環を形成する。R2は、好ましくは、メチルまたはエチル基であり、
X−はアニオン、好ましくは、例えば、Cl−、Br−、メチルスルフェートまたはエチルスルフェートアニオンであり、
R3は、直鎖または分枝、飽和または不飽和炭化水素を基にした基であり、できれば芳香族の、できれば置換された、負電荷を有する少なくとも1つの基を含む、好ましくはC1−C30の基であり、適切な場合には、基R1と一緒に、場合により複素環、場合により芳香族環を形成する。R3は、特に、カルボキシアルキル、スルホアルキルまたはホスホノアルキル基(ここで、前記アルキルは、1から3個の炭素原子を含む。)であっても良い。)
を有するモノマーである。
モノマーMはジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)である。このモノマーは式(II)(ここで、R1=R2=CH3およびX−=Cl−)のモノマーである、
式CH2=CH−CH2−N(CH3)−CH2−CH=CH2のモノマー。このモノマーは式(I)(ここで、R1=CH3)のモノマーである、
式:CH2=CH−CH2−N+(CH3)(CH2−CH2−CH2−SO3 −)−CH2−CH=CH2のモノマー。このモノマーは式(III)(ここで、R1=CH3およびR3=(CH2)3−SO3 −)のモノマーである、
式:CH2=CH−CH2−N+(CH3)(CH2−CH2−CH2−COO−)−CH2−CH=CH2のモノマー。このモノマーは式(III)(ここで、R1=CH3およびR3=(CH2)3−COO−)のモノマーである。
本発明による方法は、モノマーM以外のモノマーを使用することができる。本発明による高分子化合物は、モノマーMから誘導される単位以外の単位を含んでも良い。
親水性もしくは疎水性モノマーまたは単位、
アニオン性、潜在的にアニオン性、カチオン性、潜在的にカチオン性、両性もしくは中性モノマーまたは単位、および/または
変動したガラス転移温度、例えば、−100℃より下、例えば、−100℃および−55℃の間、−55℃および0℃の間、0℃および+55℃の間、+55℃および+100℃の間、または+100℃より上のモノマーまたは単位であっても良い。
α,β−モノエチレン系不飽和カルボン酸のN,N−(ジアルキルアミノ−ω−アルキル)アミド、例えば、N,N−ジメチルアミノメチル−アクリルアミドまたは−メタクリルアミド、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル−アクリルアミドまたは−メタクリルアミド、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル−アクリルアミドまたは−メタクリルアミドおよび4−(N,N−ジメチルアミノ)ブチル−アクリルアミドまたは−メタクリルアミド
α,β−モノエチレン系不飽和アミノエステル、例えば、2−(ジメチルアミノ)エチルアクリレート(DMAEA)、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート(DMAEMA)、3−(ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート、2−(tert−ブチルアミノ)エチルメタクリレート、2−(ジペンチルアミノ)エチルメタクリレートまたは2−(ジエチルアミノ)エチルメタクリレート
ビニルピリジン
ビニルアミン
ビニルイミダゾリン
単純な酸性または塩基性加水分解により第一級アミン官能基を生じる、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド等のアミノ官能基の前駆体であるモノマー
を挙げることができる。
アンモニウムアクリロイルまたは−アクリロイルオキシモノマー、例えば:
トリメチルアンモニウムプロピルメタクリレート塩、特に、塩化物、
トリメチルアンモニウムエチルアクリルアミドまたは−メタクリルアミド塩化物または臭化物、
トリメチルアンモニウムブチルアクリルアミドまたは−メタクリルアミドメチルスルフェート、
トリメチルアンモニウムプロピルメタクリルアミドメチルスルフェート(MAPTA MeS)、
(3−メチルアクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド(MAPTAC)、
(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリドまたはメチルスルフェート(APTACまたはAPTA MeS)、
メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドまたはメチルスルフェート、
アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム(ADAMQUAT)塩、例えば、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド;またはアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムメチルスルフェート(ADAMQUAT ClまたはADAMQUAT MeS)、
メチルジエチルアンモニウムエチルアクリレートメチルスルフェート(ADAEQUAT MeS)、
ベンジルジメチルアンモニウムエチルアクリレートクロリドまたはメチルスルフェート(ADAMQUAT BZ 80)、
1−エチル−2−ビニルピリジニウムまたは1−エチル−4−ビニルピリジニウムブロミド、クロリドまたはメチルスルフェート;
ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N−(3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド(DIQUAT塩化物)、
ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N−(3−メチル−スルフェート−2−ヒドロキシプロピル)トリメチルアンモニウムメチルスルフェート(DIQUATメチルスルフェート)、
式:
α,β−エチレン系不飽和酸のヒドロキシアルキルエステル、例えば、ヒドロキシエチルまたはヒドロキシプロピルアクリレートおよびメタクリレート、グリセリルモノメタクリレート等、
α,β−エチレン系不飽和アミド、例えば、アクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド等、
ポリエチレンオキシド型の水溶性ポリオキシアルキレンセグメントを有するα,β−エチレン系不飽和モノマー、例えば、ポリエチレンオキシドα−メタクリレート(Laporte社のBisomer S20W、S10W等)またはα,ω−ジメタクリレート、Rhodia社のSipomer BEM(ω−ベヘニルポリオキシエチレンメタクリレート)、Rhodia社のSipomer SEM−25(ω−トリスチリルフェニルポリオキシエチレンメタクリレート)等、
ビニルアルコール、
親水性単位またはセグメントの前駆体であるα,β−エチレン系不飽和モノマー、例えば、一旦重合しても加水分解を受けて、ビニルアルコール単位またはポリビニルアルコールセグメントを発生することができる酢酸ビニル等、
ビニルラクタム、特に、ビニルピロリドンおよびビニルカプロラクタム、
ウレイド型のα,β−エチレン系不飽和モノマー、特に、2−イミダゾリジノンエチルメタクリルアミド(Rhodia社のSipomer WAM II)、
非エチルグリコールメチルエーテルアクリレートまたは非エチレングリコールメチルエーテルメタクリレートを挙げることができる。
ビニル芳香族モノマー、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等、
ハロゲン化ビニルまたはビニリデン、例えば、塩化ビニルまたは塩化ビニリデン、
α,β−モノエチレン系不飽和酸のC1−C12アルキルエステル、例えば、メチル、エチルまたはブチルアクリレートおよびメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等、
飽和カルボン酸のビニルまたはアリルエステル、例えば、ビニルまたはアリルアセテート、プロピオネート、バーサテート、ステアレート等、
3から12個の炭素原子を含むα,β−モノエチレン系不飽和ニトリル、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等、
α−オレフィン、例えば、エチレン等、
共役ジエン、例えば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等、
ポリジメチルシロキサン(PDMS)鎖を発生することのできるモノマー(したがって、部分Aはシリコーン、例えば、ポリジメチルシロキサン鎖またはジメチルシロキシ単位を含むコポリマーであっても良い。)、
ジエチレングリコールエチルエーテルアクリレートまたはジエチレングリコールエチルエーテルメタクリレートを挙げることができる。
少なくとも1つのカルボン酸官能基を含むモノマー、例えば、α,β−エチレン系不飽和カルボン酸または相当する無水物、例えば、アクリル、メタクリルまたはマレイン酸もしくは無水物、フマール酸、イタコン酸、N−メタクリロイルアラニンおよびN−アクリロイルグリシンならびにこれらの水溶性塩等、
カルボキシレート官能基の前駆体であるモノマー、例えば、重合後に、加水分解によりカルボン酸官能基を生成するtert−ブチルアクリレート、
少なくとも1つのスルフェートまたはスルホネート官能基を含むモノマー、例えば、2−スルホオキシエチルメタクリレート、ビニルベンゼンスルホン酸、アリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スルホエチルアクリレートまたはメタクリレート、およびスルホプロピルアクリレートまたはメタクリレート、ならびにこれらの水溶性塩、
少なくとも1つのホスホネートまたはホスフェート官能基を含むモノマー、例えば、ビニルホスホン酸等、エチレン系不飽和ホスフェートエステル、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレートから誘導されるホスフェート(Rhodia社のEmpicryl 6835)およびポリオキシアルキレンメタクリレートから誘導されるもの、ならびにこれらの水溶性塩等を挙げることができる。
カルボキシベタイン基を有するモノマー、
スルホベタイン基を有するモノマー、例えば、スルホプロピルジメチルアンモニウムエチルメタクリレート(SPE)、スルホエチルジメチルアンモニウムエチルメタクリレート、スルホブチルジメチルアンモニウムエチルアクリレート、スルホヒドロキシプロピルジメチルアンモニウムエチルメタクリレート(SHPE)、スルホプロピルジメチルアンモニウムプロピルアクリルアミド、スルホプロピルジメチルアンモニウムプロピルメタクリルアミド(SPP)、スルホヒドロキシプロピルジメチルアンモニウムプロピルメタクリルアミド(SHPP)、スルホプロピルジエチルアンモニウムエチルメタクリレートまたはスルホヒドロキシプロピルジエチルアンモニウムエチルメタクリレート、
ホスホノベタイン基を有するモノマー、例えば、ホスファトエチルトリメチルアンモニウムエチルメタクリレートを挙げることができる。
アクリルアミド、メタクリルアミド、
アクリル酸、メタクリル酸、
ビニルラクタム、特にビニルピロリドンおよびビニルラクタム、
アクリルまたはメタクリル酸エステル、
アクリルアミドまたはメタクリルアミドアミド、
ビニルアルコールエステル。
本発明による化合物は、制御された構造体の高分子鎖を含む。特に、無機部分、例えば、一般的に、無機粒子上での成長により得られる高分子鎖が結合したシリカ粒子等の無機粒子を含むハイブリッド化合物であっても良い。1つの好ましい実施形態によれば、化合物は、ポリマー、好ましくは、制御された構造体の高分子鎖を構成する、無機部分を含まない制御された構造体のコポリマーである。
少なくとも1つの高分子部分Aおよび1つの高分子部分Bを含んでも良く、
部分Aは部分Bとは異なる組成であり、
部分BはモノマーMから誘導される単位を含み、および/または
非ポリマー分枝中心、およびモノマーMから誘導される単位を含む高分子鎖を含んでも良く、これらの鎖は分枝中心に結合している。特に、重合後に分枝中心を構成する非ポリマー有機基を介して結合した少なくとも3つの移動基を含む非ポリマー剤、例えば、R−(S−CS−Z1)p(ここで、pは3以上であり、Rは分枝中心を構成する非ポリマー有機基である。)型の剤において高分子鎖を成長させることにより得られる星型ポリマーであっても良い。高分子鎖は、ホモポリマーまたはコポリマー、適切な場合には、以下で述べられる様なブロックを含むコポリマーであっても良い。
1つのブロック(ブロックA)に相当する部分A、別のブロック(ブロックB)に相当する部分Bの少なくとも2つのブロックを含むブロックコポリマー(ブロックBは、モノマーMを含むブロックであると定義され得る。)、
部分BよりもモノマーMが少ない部分に相当する部分Aの濃度勾配コポリマー、
主鎖に相当する部分Aおよび側鎖に相当する部分B、または主鎖に相当する部分Bおよび側鎖に相当する部分Aを伴う、主鎖および側鎖を有する櫛型コポリマー(部分Bは、モノマーMを含む部分であると定義され得る。)、
ポリマーコアおよび周辺高分子鎖を含み、前記部分AまたはBの少なくとも部分が前記コアに相当し、他の部分が周辺鎖に相当する星型コポリマーまたは星型ミクロゲル(部分Bは、モノマーMを含む部分であると定義され得る。)。
ブロックBは、モノマーMおよび場合により他のモノマーから誘導される単位を含み、
ブロックAは、モノマーM以外のモノマーから誘導される単位、および場合によりモノマーMから誘導される単位を含み、
ブロックAの組成はブロックBの組成と異なり、ブロックAでのモノマーMの数量は、好ましくは、ブロックBの数量よりも少なく、例えばゼロである。)である。
本発明による方法は、上述の重合工程Pを使用する。調製される化合物によって、方法は他の前または後工程を含んでも良い。
重合工程Pの前または後に、次のもの:
重合工程Pの組成とは異なる組成でのエチレン系不飽和モノマー、
式−S−CS−の基を含む移動基を含む少なくとも1つの化合物、および
遊離基を有するまたは発生する化合物、
が接触状態に置かれる別のラジカル重合工程、および/または
重合工程の後に、高分子鎖の化学的変性および/または高分子鎖により保持された移動基の不活性化、化学的変性および/または不活性化の副生成物の破壊もしくは精製の工程、を含んでも良い。
キサンテート型(−S−CS−O− 基)の調節剤で制御されたラジカル重合を使用する、特許出願WO98/58974、WO00/75207およびWO01/42312のプロセスおよび剤、
特許出願WO98/01478のジチオエステル型(−S−CS−炭素 基)またはトリチオカーボネート型(−S−CS−S− 基)の調節剤で制御されたラジカル重合方法および剤、
特許出願WO99/31144のジチオカルバメート型(−S−CS−窒素 基)の調節剤で制御されたラジカル重合方法および剤、
特許出願WO02/26836のジチオカーバゼート型(−S−CS−窒素 基)の調節剤で制御されたラジカル重合方法および剤、
特許出願WO02/10223のジチオホスホロエステル型(−S−CS−O− 基)の調節剤で制御されたラジカル重合方法および剤、
文献WO02/70571;WO2001/060792;WO2004/037780;WO2004/083169;WO2003/066685;WO2005/068419;WO2003/062280;WO2003/055919;WO2006/023790に記載されているキサンテート、ジチオカーボネートおよび/またはトリチオカーボネート型の剤、ならびにこれらを使用するプロセス。
式(CH3CH(CO2CH3))S(C=S)OEtのO−エチル−S−(1−メトキシカルボニルエチル)キサンテート、
式ψ−CH2−S−CS−S−CH2−ψのジベンジルトリチオカーボネート、
式ψ−S−CS−CH2−ψのフェニルベンジルジチオカーボネート、
式(CH3−CH2)2N−CS−S−CH2−ψのN,N−ジエチルS−ベンジルジチオカルバメートがある。
過酸化水素、例えば:tert−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルペルオキシアセテート、t−ブチルペルオキシベンゾエート、t−ブチルペルオキシオクトエート、t−ブチルペルオキシネオデカノエート、t−ブチルペルオキシイソブタレート、ラウロイルペルオキシド、t−アミルペルオキシピバレート、t−ブチルペルオキシピバレート、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等、
アゾ化合物、例えば:2−2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−ブタンニトリル)、4,4’−アゾビス(4−ペンタン酸)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(t−ブチルアゾ)−2−シアノプロパン、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(1,1)−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド、2,2’−アゾビス(2−メチル−N−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミジン)ジクロリド、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ジクロリド、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチルアミド)、2,2’−アゾビス(2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド)、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(イソブチルアミド)二水和物等、
組合せを含むレドックス系、例えば:
過酸化水素、アルキルペルオキシド、ペルエステル、ペルカーボネート等および任意の鉄塩、チタニウム塩、亜鉛ホルムアルデヒドスルホキシレートまたはナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレートの混合物、ならびに還元糖、
アルカリ金属もしくはアンモニウムペルスルフェート、ペルボレートまたはペルクロレートとアルカリ金属ビスルファイト、例えば、ナトリウムメタビスルファイト等との組合せ、ならびに還元糖、
アルカリ金属ペルスルフェートとアリールホスフィン酸、例えば、ベンゼンホスホン酸等との組合せ、ならびに還元糖。
高分子化合物は、少なくとも1つのブロックAおよび1つのブロックBを含むブロックコポリマーであり、
ブロックBはモノマーMから誘導される単位を含み、
方法は、少なくとも次の工程:
a)ブロックAの調製:次のもの:
エチレン系不飽和モノマー、
式−S−CS−の基を含む移動基を含む少なくとも1つの移動剤、
遊離基を発生する少なくとも1つの化合物、
が接触状態に置かれるラジカル重合工程、
b)ブロックBの成長:次のもの:
ブロックAとして、移動基を含む高分子鎖、場合により遊離基を有するまたは発生する化合物を含む、工程a)で得られた生成物、
少なくともモノマーM、
場合により他のモノマー、および
工程a)で得られた生成物が何も含まない場合は、遊離基を有するまたは発生する化合物、
が接触状態に置かれる重合工程P、
を含み、
工程a)中で使用されるモノマーの組成は、工程b)中で使用されるモノマーの組成とは異なる。好ましくは、工程Aで使用したモノマーは任意のモノマーMを含まない。
工程a’):式R−X−R(ここで、Rは同じか異なっていても良い有機基であり、Xは移動基である。)の少なくとも1つの調節剤(調節剤は、式−S−CS−S−の基 −X−および好ましくはベンジル基等の2つの同じ基Rを含むトリチオカーボネートであり、したがって、調節剤は、例えば、ジベンジルトリチオカーボネートである。)の存在下での重合による式R−A−X−A−Rのポリマーの調製、
工程b’):制御されたラジカル重合によりブロックAにおけるブロックBの成長によるトリブロックコポリマーR−A−B−X−B−A−R(または更に簡単にA−B−A)の製造、
を介して調製されても良い。
工程a”):式R−X−Z’−X−Rの少なくとも1つの調節剤(ここで、Rは同じか異なっていても良い有機基であり、Z’は二価の有機基であり、Xは、基 −S−CS−を含む移動基であり、前記剤は、例えば:
2つのキサンテート基を含む剤(ここで、−X−は、−Z’−と一緒に式−S−CS−O−(キサンテート)の基を形成する式−S−CS−の基であり、Z’は、例えば、式−O−CH2−CH2−O−の基であり、Rは、例えば、ベンジル基または式H3C−OOC−CH(CH3)−の基である。)であり、または
2つのジチオエステル基を含む剤(ここで、−X−は、Z’−と一緒に式−S−CS−C−(ジチオエステル)の基を形成する式−S−CS−の基であり、Z’は、例えば、フェニルもしくはベンジル基、または式−CH2−C6H5−CH2−の基であり、Rは、例えば、ベンジル基である。)である。)の存在下での重合による式R−A−X−Z’−X−A−Rのポリマーの調製、
工程b”):制御されたラジカル重合によりブロックAにおけるブロックBの成長によるトリブロックコポリマーR−A−B−X−Z’−X−B−A−R(または更に簡単にA−B−A)の製造、
を介して調製されても良い。
工程a’’’):式Z−X−R’−X−Zの調節剤(ここで、Zは同じか異なっていても良い有機基であり、R’は二価の有機基であり、Xは、基 −S−CS−を含む移動基であり、前記剤は、例えば:
2つのキサンテート基を含む剤(ここで、−X−は、Z−と一緒に式−O−CS−S−(キサンテート)の基を形成する式−S−CS−の基であり、Z−は、例えば、エトキシ基であり、−R’−は、例えば、フェニルもしくはベンジル基または式−CH2−C6H5−CH2−の基である。)であり、または
2つのジチオエステル基を含む剤(ここで、−X−は、Z−と一緒に式C−CS−S−(ジチオエステル)の基を形成する式−S−CS−の基であり、Z−は、例えば、フェニルもしくはベンジル基であり、−R’−は、例えば、フェニルもしくはベンジル基、または式−CH2−C6H5−CH2−の基である。)である。)を使用する式Z−X−B−R’−B−X−Zのポリマーの調製、
工程b’’’):制御されたラジカル重合によりブロックAにおけるブロックBの成長によるトリブロックコポリマーZ−X−A−B−R’−B−A−X−Z(または更に簡単にA−B−A)の製造、
を介して調製されても良い。
本発明による高分子鎖を含む化合物、および/または本発明による方法により得られるまたは得られても良い化合物は、多数の産業部門で使用され得る。
水処理または廃棄物加工処理方法、
化粧品組成物、
家庭管理組成物(洗濯製品および硬質表面の洗浄または手もしくは機械による台所用品の洗浄のための製品)、
工業繊維処理組成物、または
コーティング組成物(例えば塗料)もしくはプラスチック、
で使用されても良い。
例えば、水処理または廃棄物加工処理方法での凝集剤、
表面、例えば、髪もしくは肌を調節するための、髪もしくは肌の表面(化粧品組成物)、または家庭内表面(家庭管理組成物)を処理および/または変性するため、洗濯の手入れのため(柔軟にするためまたはアイロン掛けを容易化するため)、台所用品の洗浄のため(付着物の減少)、または硬質表面のため(付着物の減少)の剤、
例えば、家庭管理組成物または化粧品組成物でのレオロジー剤、
例えば、工業繊維処理組成物またはコーティング組成物もしくはプラスチックでの帯電防止剤または電気伝導剤、および/または
抗菌剤、
として使用されても良い。
工程1.ポリ(アクリルアミド)ブロックの合成
0.52gの、式(CH3CH(CO2CH3))S(C=S)OEtのO−エチル−S−(1−メトキシカルボニルエチル)キサンテート、1.76gのエタノールおよび1.76gの水を、30℃で、機械的撹拌機および凝縮カラムを備えた100mLガラス反応器へ導入する。溶液の温度を70℃まで増加する。この温度に達したら、0.10gの4,4’−アゾビス(シアノ吉草酸)を導入する。この開始剤を導入したら、50重量%の水性アクリルアミド溶液の20gを2時間掛けて導入する。導入の1時間後に、更に0.10gの4,4’−アゾビス(シアノ吉草酸)を導入する。反応を、最後の導入の後4時間続ける。
Mn=1400g/mol、Mw/Mn=1.40。
第1ブロックの合成の最後で、温度を50℃まで下げる。この温度が安定したら、水における65重量%のジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)15.38gの溶液を、146mgの開始剤 V50(2,2’−アゾビス(2−メチルプロプリオンアミジン)ジヒドロクロリド)と一緒に導入する。次いで、反応をこの温度で8時間維持する。反応の最後でサンプルを採取する。1H NMR分析で、73%のDADMACの転換率を得る。水におけるSECにより測定したMnおよびMw/Mnは、Mn=2800;Mw/Mn=1.27である。生成物A1およびA2の2つのクロマトグラムの重ね合わせで、ジブロック性のコポリマーが形成されたことを決定することができる。詳しく言えば、工程1のSECクロマトグラムは、工程2の最後で高分子量の範囲に向けて全体的に移動する。
工程1.ポリ(アクリル酸)ブロックの合成
31.87gのO−エチル−S−(1−メトキシカルボニルエチル)キサンテート(CH3CHCO2CH3)S(C=S)OEt、101.3gのエタノール、8.5gのアクリル酸および23.64gの水を、室温で、機械的撹拌機および凝縮カラムを備えた2Lジャケット付きガラス反応器へ導入する。溶液の温度を70℃まで増加する。この温度に達したら、0.49gの4,4’−アゾビス(シアノ吉草酸)を導入する。この開始剤を導入したら、212.8gの水における76.5gのアクリル酸の溶液を1時間掛けて導入する。導入の最後に、更に0.49gの4,4’−アゾビス(シアノ吉草酸)を導入する。反応を、最後の導入の後3時間続ける。
Mn=650g/mol、Mw/Mn=1.60。
第1ブロックの合成の最後で、温度を65℃まで下げる。この温度が安定したら、水における65重量%のジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)706gの溶液を、4gの開始剤 V50(2,2’−アゾビス(2−メチルプロプリオンアミジン)ジヒドロクロリド)と一緒に導入する。次いで、反応をこの温度で12時間維持する。反応の4時間および8時間後に、更に4gの開始剤 V50を各時間で反応媒体へ添加する。反応の最後でサンプルを採取する。1H NMR分析で、98.2%のDADMACの転換率を得る。水におけるSECにより測定したMnおよびMw/MnはPDADMAC較正曲線で、Mn=2500;Mw/Mn=1.50である。生成物A1およびA2の2つのクロマトグラムの重ね合わせで、ジブロック性のコポリマーが形成されたことを決定することができる。詳しく言えば、工程1のSECクロマトグラムは、工程2の最後で高分子量の範囲に向けて全体的に移動する。
Claims (29)
- ラジカル重合の「工程P」を含む、高分子鎖を含む化合物の調製方法であって、
前記高分子鎖が、前記工程Pにおいて、
第三級もしくは第四級ジアリルアミンまたはそれらの塩から選択される少なくとも1つの「モノマーM」、
場合により、他のエチレン系不飽和モノマー、
式−S−CS−の基を有する移動基を含む少なくとも1つの化合物、および
遊離基を有するまたは発生する化合物
が接触状態に置かれることにより調製される
ことを特徴とする、方法。 - モノマーMが、次式:
CH2=CH−CH2−NR1−CH2−CH=CH2 (I)
CH2=CH−CH2−N+R1R2−CH2−CH=CH2、X− (II)
CH2=CH−CH2−N+R1R3CH2−CH=CH2 (III)
(式中、
R1は、直鎖または分枝、飽和または不飽和炭化水素を基にした基であり、
R2は、水素原子または式R1と同じか異なる基であるか、または、基R1と一緒に、場合により複素環、場合により芳香族環を形成するものであり、
X−はアニオンであり、
R3は、直鎖または分枝、飽和または不飽和炭化水素を基にした基であって、負電荷を有する少なくとも1つの基を含むものであるか、または、基R1と一緒に、場合により複素環、場合により芳香族環を形成するものである。)
を有するモノマーから選択されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - モノマーMがジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- モノマーMの数が、重合工程Pから誘導される化合物中に含まれるモノマーの数の1%から100%に相当することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 重合工程Pの前または後に、次のもの:
重合工程Pの組成とは異なる組成でのエチレン系不飽和モノマー、
式−S−CS−の基を有する移動基を含む少なくとも1つの化合物、および
遊離基を有するまたは発生する化合物
が接触状態に置かれる別のラジカル重合工程、および/または
重合工程の後に、高分子鎖の化学的変性および/または高分子鎖により保持された移動基の不活性化、化学的変性および/または不活性化の副生成物の破壊もしくは精製の工程
を含むことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 高分子化合物が、少なくとも1つのブロックAおよび1つのブロックBを含むブロックコポリマーであり、
ブロックBが、モノマーMから誘導される単位を含み、
方法が、少なくとも次の工程:
a)ブロックAの調製:次のもの:
エチレン系不飽和モノマー、
式−S−CS−の基を有する移動基を含む少なくとも1つの移動剤、
遊離基を発生する少なくとも1つの化合物
が接触状態に置かれるラジカル重合工程、
b)ブロックBの成長:次のもの:
ブロックAとして、移動基を含む高分子鎖、および場合により遊離基を有するまたは発生する化合物を含む、工程a)で得られた生成物、
少なくともモノマーM、
場合により他のモノマー、および
工程a)で得られた生成物が、遊離基を有するまたは発生する化合物を含まない場合は、遊離基を有するまたは発生する化合物
が接触状態に置かれる重合工程P
を含み、
工程a)中で使用されるモノマーの組成が、工程b)中で使用されるモノマーの組成とは異なることを特徴とする、請求項5に記載の方法。 - 移動基が、式−S−CS−Z−(式中、Zは、酸素原子、炭素原子、硫黄原子、リン原子またはケイ素原子であり、これらの原子は、適当な原子価を有するように置換されているものであってもよい。)の基を含むことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの重合工程中に、
式(CH3CH(CO2CH3))S(C=S)OEtのO−エチル−S−(1−メトキシカルボニルエチル)キサンテート、
式ψ−CH2−S−CS−S−CH2−ψのジベンジルトリチオカーボネート
式ψ−S−CS−CH2−ψのフェニルベンジルジチオカーボネート、
式(CH3−CH2)2N−CS−S−CH2−ψのN,N−ジエチルS−ベンジルジチオカルバメート
から選択される移動剤が使用されることを特徴とする、請求項7に記載の方法。 - 重合工程P、および/または他の重合工程が、溶液またはエマルジョン重合で行われることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 重合工程Pおよび/または他の重合工程が、逆エマルジョン中に行われることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 高分子鎖が、エチレン系不飽和モノマーから誘導される単位の数の少なくとも10%を含み、
高分子鎖が、第四級ジアリルアミンまたはその塩から選択される少なくとも1つの「モノマーM」から誘導される単位を含み、
モノマーMから誘導される単位の数の少なくとも50%が、窒素原子を含む複素環の形態である
ことを特徴とする、制御された構造体の高分子鎖を含む化合物。 - 制御された構造体のコポリマーであることを特徴とする、請求項11に記載の化合物。
- 制御された構造体の高分子鎖が、
少なくとも1つの高分子部分Aおよび1つの高分子部分Bを含み、
部分Aが部分Bとは異なる組成であり、
部分BがモノマーMから誘導される単位を含み、および/または
非ポリマー分枝中心、およびモノマーMから誘導される単位を含む高分子鎖を含み、これらの鎖が前記分枝中心に結合していることを特徴とする、請求項11または12に記載の化合物。 - 次の構造:
1つのブロック(ブロックA)に相当する部分A、別のブロック(ブロックB)に相当する部分Bの少なくとも2つのブロックを含むブロックコポリマー、
部分BよりもモノマーMが少ない部分に相当する部分Aの濃度勾配コポリマー、
主鎖に相当する部分Aおよび側鎖に相当する部分B、または主鎖に相当する部分Bおよび側鎖に相当する部分Aを伴う、主鎖および側鎖を有する櫛型コポリマー、または
ポリマーコアおよび周辺高分子鎖を含み、部分AまたはBの少なくとも部分がコアに相当し、他の部分が周辺鎖に相当する星型コポリマーまたは星型ミクロゲル
のうちのいずれかひとつの構造を有する化合物であることを特徴とする、請求項13に記載の化合物。 - モノマーMが請求項2または3で定義されているモノマーであることを特徴とする、請求項11から14のいずれか一項に記載の化合物。
- 少なくとも1つのブロックAおよび少なくとも1つのブロックBを含むブロックコポリマーであり、
ブロックBが、モノマーMおよび場合により他のモノマーから誘導される単位を含み、
ブロックAが、ブロックBの数量よりも少ない数量で、モノマーM以外のモノマーから誘導される単位、および場合によりモノマーMから誘導される単位を含むことを特徴とする、請求項11から15のいずれか一項に記載の化合物。 - ジブロックコポリマー(ブロックA)−(ブロックB)、または、トリブロックコポリマー(ブロックA)−(ブロックB)−(ブロックA)もしくは(ブロックB)−(ブロックA)−(ブロックB)であることを特徴とする、請求項16に記載の化合物。
- モノマーM以外のモノマーから誘導される単位を含み、
これらの単位が、
アクリルアミド、メタクリルアミド、
アクリル酸、メタクリル酸、
ビニルラクタム、
アクリルまたはメタクリル酸エステル、
アクリルアミドまたはメタクリルアミドアミド、
ビニルアルコールエステル
から選択されるモノマーから誘導されることを特徴とする、請求項11から17のいずれか一項に記載の化合物。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の方法により得られても良い、請求項11から18のいずれか一項に記載の化合物。
- 水処理または廃棄物加工処理方法における、請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- 化粧品組成物における、請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- 家事用組成物における、請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- 工業繊維処理組成物における、請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- コーティング組成物もしくはプラスチックにおける、請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- 凝集剤としての、請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- 表面処理剤および/または変性剤としての請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- レオロジー剤としての請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- 帯電防止剤または電気伝導剤としての請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
- 抗菌剤としての請求項11から19のいずれか一項に記載の化合物の使用。
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