JPS6049643B2 - 4−ヒドロキシ−4′−ビニルビフエニル重合体およびその製造法 - Google Patents

4−ヒドロキシ−4′−ビニルビフエニル重合体およびその製造法

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JPS6049643B2
JPS6049643B2 JP17187583A JP17187583A JPS6049643B2 JP S6049643 B2 JPS6049643 B2 JP S6049643B2 JP 17187583 A JP17187583 A JP 17187583A JP 17187583 A JP17187583 A JP 17187583A JP S6049643 B2 JPS6049643 B2 JP S6049643B2
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hydroxy
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vinylbiphenyl
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禎一 谷垣
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な4−ヒドロキシー4″−ビニルビフェ
ニル重合体およびその製造法に関する。
本発明の4−ヒドロキシー4″−ビニルビフェニル重合
体は、一般式を構成単位とし、数平均分子量が約560
0〜60000の範囲内にあるものである。
本発明の重合体は、耐熱性に優れており、そのため耐熱
性樹脂としてコーティング剤、フィルム、成形品として
の利用があるばかりでなく、水酸基を有する芳香環の反
応性を利用して機能性高分子としてのイオン交換樹脂や
、さらにフェノール樹脂化反応によソー層の耐熱性、耐
薬品性を向上させるなど多方面に亘る応用が可能である
本発明の重合体は、4−ヒドロキシー4″−ビニルビフ
ェニルをラジカル重合またはカチオン重合させることに
より製造される。出発原料として用いられる4−ヒドロ
キシー4″−ビニルビフェニルは、本発明者が始めて見
い出した新規化合物であり、該化合物はすてに工業的に
生産されているp−フェニルフェノールを出発原料とし
て合成される。
すなわち、酸触媒の存在下常温で、p−フェニルフェノ
ールを無水酢酸で4−アセトキシビフェニルにし、次い
でフリース転位により4−ヒドロキシー4″−アセチル
ビフェニルにする。さらにこのものをメタノール溶媒中
水素化ホウ素ナトリウムを用いて還元し、4−、ヒドロ
キシー4″−(1−ヒドロキシエチル)ビフェニルを得
る。このものをジメチルスルホキシド溶媒中で塩化亜鉛
、トリクロロ酢酸存在下180゜Cで脱水反応させると
高収率で4−ヒドロキシー4゛−ビニルビフェニルが得
られる(後記参考例参照)。4−ヒドロキシー4″−ビ
ニルビフェニルのラジカル重合は、通常のビニルモノマ
ーのラジカル重合と同様の条件下に行なうことができる
ラジカル重合の形態としては、塊状重合、溶液重合、懸
濁重合、乳化重合などをいずれも採用することができる
が、これらの中でも溶液重合が好適である。重合溶媒と
しては、4−ヒドロキシー4″−ビフニルビフエニル(
以下「モノマー」という)および4−ヒドロキシー4′
−ビニルビフェニル重合体を溶解するものが好ましく、
例えばメタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、
塩化メチレン、クロロホルムなどを挙げることができる
。ま7た重合開始剤としては、従来公知のものを広く使
用でき、例えばクメンヒドロペルオキシド、第三ブチル
ヒドロペルオキシドのようなペルオキシド系、過酸化ベ
ンゾイル、過酸化ラウロイルなどの過酸化物系、あるい
はアゾビスイソブチロニトリノルの如きアゾ化合物が用
いられる。これら重合開始剤の使用量としては、特に制
限がなく広い範囲内から適宜選択することができるが、
通常1×10−4〜5×10−”モル/eの範囲内で使
用するのがよい。またモノマー濃度としては、特に限定
され・ないが、一般に0.05〜3モル/′の範囲内と
するのがよい。重合温度は使用する重合開始剤や重合溶
媒の種類により異なソー概には言えないが、通常0〜1
20℃の範囲内から適宜選択するのがよい。上記ラジカ
ル重合は、窒素ガスなどの不活性”ガス雰囲気下で実施
するのが好適である。該ラジカル重合の重合時間は一般
に3〜8時間程度である。4−ヒドロキシー4″−ビニ
ルビフェニルのカチオン重合は、通常のビニルモノマー
のカチオン重合と同様の条件下に行なうことができる。
重合溶媒としては、カチオン重合の場合生長炭素カチオ
ンと反応してその活性を低下させない溶媒を選択すべき
ことは周知のことであり、また重合開始剤および生成ポ
リマーも溶解する溶媒の選択が望ましい。本発明におけ
るカチオン重合の場合には、塩化メチレン、塩化エチレ
ンなどのハロゲン化炭化水素あるいはニトロベンゼンの
如きニトロ化合物を溶媒として用いるのが好ましい。重
合開始剤としては従来公知のものを広く使用でき、例え
ばリン酸、硫酸の如きプロトン酸、三フッ化ホウ素エー
テラート、塩化アルミニウム、四塩化チタン、塩化第2
スズなどのハロゲン化金属などが代表的なものであるが
、エチルジクロロアルミニウムの如き有機金属化合物も
用いられる。これら重合開始剤の使用量としては、特に
制限がなく広い範囲内から適宜選択することができるが
、通常1×10−4〜5×10−1モル/eの範囲内で
使用するのがよい。またモノマー濃度としては、特に限
定されないが、一般に0.01〜1.5モル/eの範囲
内とするのがよい。重合温度は使用する重合開始剤や重
合溶媒の種類により異なソー概には言えないが、一般に
はラジカル重合に比べて、低温で容易に重合が進行する
し、炭素カチオンは不安定てあるために低温で重合反応
を行うほうが望ましい。本発明の重合体をカチオン重合
により得るためにはO′C〜40゜Cの温度て重合する
ことが好ましい。反応時間はラジカル重合に比べると短
時間で完結する。好ましくは1吟〜18扮である。また
、ラジカル重合と異なり、カチオン重合は大気中で反応
させることができるが、微量の水分が影響するので乾燥
した雰囲気、条件で重合させることが好ましい。上記ラ
ジカル重合またはカチオン重合により生成する本発明の
重合体は、慣用の分離手段により単離精製される。
このようにして得られた本発明の4−ヒドロキシー4″
−ビニルビフェニル重合体はメタノール、エタノールな
どのアルコール系溶剤、塩化メチレン、クロロホルムな
どのハロゲン化炭化水素系溶剤、テトロヒドロフラン、
ジメチルホルムアミドなど各種の有機溶剤への溶解性が
あり、耐熱性の要求される諸分野において、塗料、接着
剤、フィルム、成形品等に使用が可能である。
以下に、4−ヒドロキシー4″−ビニルビフェニル単量
体の合成法を参考例として掲げ、さらに本発明の重合体
の製造例を実施例として掲げて本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。
参考例 塩化アルミニウム20yと食塩4yとの混合物を塩化カ
ルシウム管を備えたフラスコに入れ180℃に加熱する
と融解して均一な液状になる。
これを140すCまで冷却し、4−アセトキシビフェニ
ル(融点81〜87C)10qを加え攪拌下に再び18
0℃まで加熱し3分間保持する。反応混合物を室温まで
冷却したのち、塩酸を含む氷水中に投入し、塩化メチレ
ン60m1を加えてかきまぜる。塩化メチレン層を分離
し、水洗、乾燥後、ヘキサンを少量ずつ加えて黄褐色の
油状物を分離する。残りの溶液を濃縮し、得られた固形
物をアセトン−ヘキサン混合溶媒から再結晶すると融点
207.5〜208.5℃の4−ヒドロキシー4″−ア
セチルビフェニルが得られる。次いで、4−ヒドロキシ
ー4″−アセチルビフェニル15yを300mtのテト
ラヒドロフランに溶解し、室温で水素化アルミニウムリ
チウム3gを少量ずつ加える。
反応溶液を濃縮し、残りの溶液を水中に投入すると黄白
色沈澱を生する。この沈澱を酢酸エチルより再結晶し融
点145〜146℃の4−ヒドロキシー4″一(1−ヒ
ドロキシエチル)ビフェニルが得られる。4−ヒドロキ
シー4″−(1−ヒドロキシエチル)ビフェニル50ダ
をジメチルスルホキシド150mtに溶解し、塩化亜鉛
10qを加えて180℃まで加熱する。
攪拌下にトリクロロ酢酸10yを加え3分間180℃で
反応させる。反応溶液を水中に投じて析出する固形物を
アセトン−ヘキサン混合溶媒か、ら再結晶すると、融点
190〜191.5゜Cの4−ヒドロキシー4″−ビニ
ルビフェニルが得られる。実施例14−ヒドロキシー4
″−ビニルビフェニル6qをテトロヒドロフラン20m
tに溶解し硬質ガラス容器川こ仕込む。
これにアゾビスイソブチロニトリル0.025yを加え
窒素置換後、高真空下にガラス容器を溶封した。このガ
ラス容器を60℃に保たれた振とう式重合装置にセット
し、7.5時間重合を行つた。この容器を室温まで冷却
し、開封し、内容5をベンゼン約200m1に注いで生
成ポリマーを沈澱させ、よく洗滌したのち室温で減圧乾
燥した。4−ヒドロキシー4′−ビニルビフェニル重合
体2.0qが得られた。
得られた重合体は、ウベローデ粘度計を用いてOテトロ
ヒドロフラン溶媒、30度Cで粘度を測定した。
その結果から求めた重合体の極限粘度〔η]は0.08
4であつた。また、分子量はゲルパーミェーションクロ
マトグラフィー(GPC)を用いて、テトロヒドロフラ
ン溶媒で流速1m1/分の条件て測定し、この重合体の
数平均分子量32000という結果を得た。重合体の融
点は示差走査熱量計(DSC)を用いて窒素気流中で昇
温速度80℃/分の条件て測定し、実施例1で得られた
重合体の融点は215℃であるという結果を得た。また
、得られた重合体の耐熱性を熱重量分析により評価した
熱天秤を用いて空気中、10℃/分の昇温速度で600
℃まで測定した重合体の加熱減量と温度の関係は次の通
りであつた。実施例2 温度計、冷却器、かきませ機、窒素導入管を備えたフラ
スコに、テトロヒドロフラン300m1に4ーヒドロキ
シー4′−ビニルビフェニル60yを溶解したものを仕
込む。
過酸化ベンゾイル0.03yを加え窒素ガスを吹込み窒
素ガス雰囲気下に加熱を行ない溶媒の還流温度で8時間
重合反応を行なつた。室温まて冷却したのち、反応生成
物を減圧下に濃縮し、約400m1のベンゼン中に投入
し生成ポリマーを沈澱させ、よく洗滌したのち、減圧乾
燥した。うすい褐色固体の4−ヒドロキシー4″−ビニ
ルビフェニル重合体34.5gを得た。実施例1に述べ
た測定方法に従つて求めた重合.体の極度粘度〔η〕は
0.31、数平均分子量は60000、融点は217℃
であつた。
実施例3 乾燥したガラス容器に4−ヒドロキシー4″−ビニルビ
フェニル6yを200m1のジクロロメタンに.溶解し
たものを入れ、ネオプレンゴムキャップをする。
三フッ化ホウ素エーテラート0.7yをジクロロメタン
10m1に溶解した溶液をマイクロシリンジからゴムキ
ャップを通して、徐々に滴下する。゛2紛間室温で重合
させた後内容を多量のベンゼン・中に注ぎ生成重合物を
沈澱させる。了く洗滌した後圧減圧乾燥して、うすい褐
色がかかつた固体の4−ヒドロキシー4″−ビニルビフ
ェニル重合体5.0yを得た。ここで得られた重合体は
実施例1の方法に従いゲルパーミェーションクロマトグ
ラフィーにかけ数平均分子量17000という結果であ
つた。
また、DSCで測定した重合体の融点は211℃であつ
た。実施例44−ヒドロキシー45−ビニルビフェニル
5yをジクロロメタン200m1に溶解したものに、水
分が混入しないように注意して、塩化第二スズ1.3y
を10m1のジクロロメタンに溶解したものを滴下し9
室温で重合させる。
4吟間反応させたのちベンゼン中に投入し生成ポリマー
を沈澱させる。
精製再沈澱させた後減圧乾燥しうすい褐色固体の4−ヒ
ドロキシー4″−ビニルビフェニル重合体をほぼ定量的
に得た。7 実施例1の方法により測定した重合体の数
平均分子量は16000であり融点は211℃であつた
実施例54−ヒドロキシー4″−ビニルビフェニル5y
をニトロベンゼン100m1に溶解し、四塩化チタンノ
0.95yを加えて室温で2紛間重合させた。
生成ポリマーを実施例4と同様に処理して、うすい褐色
固体の4−ヒドロキシー4″−ビニルビフェニル重合体
3.5yを得た。実施例1の方法により測定した重合体
の数平均分子量は15000であり、融点は211℃で
あつた。実施例64−ヒドロキシー4′−ビニルビフェ
ニル1yをベンゼン30m1に溶解し、硬質ガラス容器
に仕込む。これにアゾビスイソブチロニトリル0.03
yを加え、窒素置換後高真空下でガラス容器を溶封した
。このガラス封管を60℃に保持された振盪式重合装置
にセットし、7時間重合反応を行つた。この封管を室温
まで冷却し、開封し、ベンゼンを濃縮した。生成するポ
リマーを少量のベンゼンで繰返し洗滌した後、室温で減
圧乾燥したところ、や)褐色がかつた4−ヒドロキシー
4″−ビニルビフェニル重合体0.4yが得られた。得
られた重合体の分子量は、ゲルパーミェーションクロマ
トグラフィー(GCP)によりテトロヒドロフラン溶媒
で測定し、数平均分子量5600という結果を得た。ま
た、実施例1で述べた測定方法に従つて求めた重合体の
極限粘度〔η〕は0.0005.融点は208℃であつ
た。上記実施例1〜6で得られた4−ヒドロキシー4″
−ビニルビフェニル重合体は、いずれも赤外吸収スペク
トルは同一で3350cm−1に水酸基、1600cm
一1、1520cm−1、1500cm−1にそれぞれ
芳香環、820cm−1にバラ置換芳香族の特性吸収が
認められ、単量体の赤外吸収スペクトルで現われていた
ビニル基に基ずく1630cm−1の吸収は消失してい
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ を構成単位とし、数平均分子量が約5600〜6000
    0の範囲内にある4−ヒドロキシ−4′−ビニルビフェ
    ニル重合体。 2 4−ヒドロキシ−4′−ビニルビフェニルをラジカ
    ル重合触媒の存在下に重合させることを特徴とする一般
    式▲数式、化学式、表等があります▼ を構成単位とし、数平均分子量が約5600〜6000
    0の範囲内にある4−ヒドロキシ−4′−ビニルビフェ
    ニル重合体の製造法。 3 4−ヒドロキシ−4′−ビニルビフェニルをカチオ
    ン重合触媒の存在下に重合させることを特徴とする一般
    式▲数式、化学式、表等があります▼ を構成単位とし、数平均分子量が約5600〜6000
    0の範囲内にある4−ヒドロキシ−4′−ビニルビフェ
    ニル重合体の製造法。
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