共重合体の構造について

質問

ランダム、交互、ブロック、グラフトなどいろんな構造があると
思いますが。
EPDM(エチレン・プロピレンゴム)、クロロプレンゴムや、ブタジエン系ゴムといった場合、EPDMはランダム共重合体であるとか、クロロプレンは、交互共重合体であるなどと、決まっているものなのでしょうか？
決まっている場合、上記のゴムは、どの構造にあてはまるのでしょうか？

回答No.1

psa29 · ベストアンサー

共重合体に於いてランダムになるか交互、ブロック、グラフトになるかはその重合方法によって決まります。
２種類以上のモノマーを混合してから重合するのが共重合で、それによって生成したポリマーが共重合体ですが、何も工夫せずに共重合した物がランダム共重合体で、高分子主鎖中に使用したモノマーが不規則に入ります。
EPDMはエチレン、プロピレン、第３成分を配位イオン重合で合成した物で
ランダム共重合体です。
エチレンもプロピレンもそのまま単独重合すればプラスチックですが
共重合することによってゴムになります。
それは主鎖中にエチレンとプロピレンがランダム（無秩序）に入ることによって結晶化するのを防いでいるためです。
PEもPPも結晶化しているのです。
また、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴムは１種類のモノマーを使用しているので共重合体ではありません。
ポリブタジエン系のゴムでSBR,NBR,SBS,SISなどはスチレンやアクリロニトリルと共重合していますから共重合体ですね。
SBR,NBRはランダム共重合体ですがSISやSBSはブロック共重合体です。
またこれらを水添したSEPS,SEBSもブロック共重合体です。
SISはアニオン重合を利用したリビング重合で、まずスチレンを重合します。ポリスチレン末端の活性点が生きている状態でイソプレンを添加しスチレンの末端からイソプレンの重合を開始します。
するとスチレン-イソプレンのブロックポリマーが生じます。
イソプレンの活性点が生きている状態でカップリング剤（イソプレンの活性末端と反応できる官能基を複数持った物）を添加してトリブロックやスターポリマーを合成します。
クロロプレンゴムは一般にラジカル重合をエマルション系で行います。
エマルション重合の特徴は、分子量がとても大きくなることです。
分子量が大きすぎると加工性が悪くなるので、連鎖移動剤を添加して分子量を適度な大きさに調整します。
一般的にはメルカプト（チオール）を用います。
これが非硫黄変性系（メルカプト系）のクロロプレンです。
連鎖移動剤として硫黄（Ｓ8）を使うこともあります。
これは分子内に硫黄（-Ｓ-Ｓ-Ｓ-Ｓ-）がランダムに入ります。
素練り作業で硫黄の部分が切断するので、素練りが出来るタイプのクロロプレンゴムとなります。
ブタジエンやクロロプレンはモノマー中に２重結合を２つもっています。
C=C-C=C 　通常は１番端に活性種の攻撃を受け、活性点が移動して両端（1-4の部分）で重合が進行します。
Ｃ=Ｃ-Ｃ=Ｃ　　→　　-Ｃ-Ｃ=Ｃ-Ｃ-　
モノマーからポリマーになるときに２重結合の位置が移動します。
しかし、ほんの少し確率的に1-2の部分で重合したり1-4の部分で重合します。
　　　　　　　　　　　　　　 ｜　　　　　　　 　　　｜
つまり　Ｃ=Ｃ-Ｃ=Ｃ　→　-Ｃ-Ｃ-Ｃ＝Ｃ または　Ｃ=Ｃ-Ｃ-Ｃ-
これらが分子内に存在するからと行ってあくまでホモポリマーであって、共重合体ではないと思います。
触媒の種類で1-2の割合を増やしたり、減らしたりいろいろなゴムが作られているようですから、これらの割合によって特性は変化するでしょうね。

お礼

毎度の親切な回答ありがとうございます。
勉強不足の為、理解出来ていない部分もありますが、勉強して理解したいと思います。