JP2000154221A - 共役ジエン系ブロック共重合体の製造方法、共役ジエン系ブロック共重合体、およびブタジエン系ブロック共重合体 - Google Patents

共役ジエン系ブロック共重合体の製造方法、共役ジエン系ブロック共重合体、およびブタジエン系ブロック共重合体

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JP2000154221A
JP2000154221A JP11262785A JP26278599A JP2000154221A JP 2000154221 A JP2000154221 A JP 2000154221A JP 11262785 A JP11262785 A JP 11262785A JP 26278599 A JP26278599 A JP 26278599A JP 2000154221 A JP2000154221 A JP 2000154221A
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block copolymer
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Kazuo Soga
和雄 曽我
Michihiko Asai
道彦 浅井
Yasuzo Suzuki
靖三 鈴木
Satoru Miyazawa
哲 宮沢
Kenji Tsuchihara
健治 土原
Masahide Murata
昌英 村田
Hiroyuki Ozaki
裕之 尾崎
Masanao Kawabe
正直 川辺
Yoshifumi Fukui
祥文 福井
Jiju Jin
ジジュ ジン
Hideaki Hagiwara
英昭 萩原
Toshio Kase
俊男 加瀬
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Japan Chemical Innovation Institute
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Japan Chemical Innovation Institute
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム状共役ジエン系重合体セグメントと
異種重合体セグメントが直列に連結しているブロック共
重合体の効率的な製造方法を提供する。 【解決手段】 シクロペンタジエニル骨格を有する周期
律表第IV族遷移金属化合物と助触媒とを、下記二つの
式を満たす条件で接触させてなる触媒の存在下に、共役
ジエン単量体を重合させ、次いで、共重合可能な単量体
をブロック共重合する。 −100<T<80 0.017<t<6000ex
p(−0.0921T) t:接触時間(分)、T:接触温度(℃)。 この製造方法により、結晶性重合体セグメントを有する
共役ジエン系ブロック共重合体、およびシス結合含量が
高いブタジエン系重合体セグメントを有するブロック共
重合体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定のメタロセン
触媒を用いた共役ジエン系ブロック共重合体の製造方
法;ガラス転移温度の低いゴム状共役ジエン系重合体セ
グメントと結晶融点の高い結晶性重合体セグメントが直
列に連結した構造をもつブロック共重合体;および、シ
ス結合含量が高く分子量分布が狭いブタジエン系重合体
セグメントを有するブロック共重合体に関する。
【0002】
【従来の技術】ゴム状セグメントと非ゴム状セグメント
が直列に連結した構造を有するブロック共重合体は、熱
可塑性エラストマー(TPE)と呼ばれる既存の物質と
して多数知られている。具体例として、オレフィン系T
PE、エステル系TPE、ウレタン系TPE、ポリアミ
ド系TPEなどが挙げられる。しかし、それらは多数の
セグメントが連結したマルチブロックポリマーであり、
また、用いることのできるモノマーの種類も限られてい
た。
【0003】アルカリ金属触媒およびアルカリ土類金属
触媒を用いてリビング重合した共役ジエン系ゴムブロッ
クと種々の構造のブロックとからなるブロック共重合体
が合成されている。例えば、ブタジエン重合体セグメン
トとスチレン重合体セグメントとからなるブロック共重
合体、イソプレン重合体セグメントとスチレン重合体セ
グメントとからなるブロック共重合体などが挙げられ
る。しかし、これらの重合体において用いられるスチレ
ン重合体セグメントは、立体構造がアタクチックであ
り、結晶性を有するものではない。また、ブタジエン重
合体セグメントは、シス結合単位含量が40%重量未満
のものであった。
【0004】バーサチック酸ランタン/ジブチルマグネ
シウム/ブチルリチウムからなる触媒を用いて製造した
トランス結合単位含量の高いブタジエン重合体を結晶性
セグメントとして有する直鎖状ブロック共重合体が知ら
れている(特開平1−297415号)。しかし、この
ブロック共重合体は、結晶融点が100℃には及ばない
ものであった。また、ブタジエン重合体セグメントのシ
ス結合単位含量も40%重量未満のものであった。
【0005】コバルト系、ニッケル系、チタン系などの
典型的配位重合触媒により共役ジエン単量体は高活性で
重合し、高シス結合単位含有量の共役ジエン系重合体が
得られる。しかし、これらの触媒を用いた重合のリビン
グ性やこれらの触媒を用いたブロック共重合については
知られていない。ネオジム系の重合触媒においては比較
的リビング性のある重合反応が進行し、高シス結合単位
含有量のポリ(ブタジエン−b−イソプレン)が合成さ
れている。しかし、ブタジエン重合体セグメントの分子
量分布Mw/Mnは3.0以上と広く、また、結晶性セ
グメントを有するブロック共重合体を合成した例は知ら
れていない。
【0006】コバルト系触媒を用いてブタジエンを重合
した後、二硫化炭素などを添加して再びブタジエンを重
合することによって製造した補強性ポリブタジエンが提
案されている(特開昭57−15415号公報、特開昭
59−164313号公報、特開平5−194658号
公報など)。この製造方法においては、一段目の重合で
ゴム状の高シス結合単位含有量ポリブタジエンが、二段
目の重合で結晶性の1,2−シンジオタクチックポリブ
タジエンが生成する。しかし、この製造方法で得られる
重合体は、ゴム状重合体と結晶性重合体の混合物であ
る。
【0007】リビングアニオン重合法で合成したポリイ
ソプレンマクロマーとスチレンとをシクロペンタジエニ
ルチタニウムトリクロライド(CpTiCl3)とメチ
ルアルミノキサンとを組み合わせた触媒で共重合するこ
とによって製造した、ゴム状セグメントと結晶性セグメ
ントとからなる共重合体が報告されている(Poly
m. Prepr. Japan 1998年、第47
巻、201頁)。しかし、この重合体は結晶性のシンジ
オタクチックポリスチレン主鎖にゴム状のポリイソプレ
ンがグラフトされた構造である。
【0008】このように従来技術では、ガラス転移温度
が低いゴム状共役ジエン系重合体セグメントと結晶融点
が高い結晶性重合体セグメントが直鎖状に連結した構造
を持つ結晶性ブロック共重合体を得ること、および、シ
ス結合単位含量が高く分子量分布が狭いブタジエン重合
体セグメントからなるブタジエン系ブロック共重合体を
得ることはできなかった。
【0009】近時、メタロセン触媒を使用することを特
徴とする共役ジエン単量体の重合に関していくつかの報
告がなされた。
【0010】シクロペンタジエニルチタニウムトリクロ
ライドとメチルアルミノキサンとを組み合わせた触媒を
用いて、ブタジエンを重合すると、重合反応が高活性で
進行し、得られる重合体のシス結合単位含量は80%程
度となることが報告され(Makromol. Che
m. Rapid. Commun.、1990年、第
11巻、519頁;J. Organomet. Ch
em.、1993年、第451巻、67頁;Macro
mol. Symp.、1995年、第89巻、383
頁、Macromol. Rapid Commu
n.、1996年、第17巻、781頁;など)、シク
ロペンタジエニルチタニウムトリクロライドとメチルア
ルミノキサンを予め接触させて重合することも報告され
ている(Makromol. Chem. Rapi
d. Commun.、1990年、第11巻、519
頁)が、その方法や効果については報告されていない。
この製造方法で得られた重合体は、ゲル状の重合体を含
んでいる。また、重合体の分子量、分子量分布、分岐構
造の規制、重合のリビング性およびブロック共重合につ
いては、報告されていなかった。
【0011】シクロペンタジエニルチタニウムトリクロ
ライド、メチルアルミノキサンおよびトリエチルアルミ
ニウムを組み合わせて触媒として用い、Mw/Mnが
1.93のブタジエン重合体を製造することが報告され
ている(特開平8−113610号公報)が、分岐構造
の規制、重合のリビング性およびブロック共重合につい
ては報告されていない。
【0012】下記一般式1で示される周期律表第IV族
遷移金属化合物とアルミノキサンなどとの組み合わせか
らなる高活性であり、重合体の立体規則性の制御に優れ
た共役ジエン重合用触媒が提案され、この触媒を用いて
ブタジエンを重合すると、シス結合単位含量が96%の
重合体が得られることが報告されている(特開平9−7
7818号公報)。しかし、その重合体の分子量、分子
量分布、分岐構造の規制、重合のリビング性およびブロ
ック共重合については報告されていない。 一般式1:
【0013】
【化1】
【0014】(式中、Mは周期律表第IV族遷移金属、
Xは水素原子、ハロゲン、炭素数1から12の炭化水素
基、または炭素数1から12の炭化水素オキシ基、Yは
炭素数1から20の炭化水素基であってそれ自体シクロ
ペンタジエニル基と環を形成していてもよく、Zは水素
原子または炭素数1から12の炭化水素基である。な
お、一般式1中の五角形中に円を描いた構造は、シクロ
ペンタジエン環構造を表す[以下、一般式2においても
同じ])。また、下記構造式1で示される周期律表第I
V族遷移金属化合物からなるメタロセン触媒が報告され
ており(Macromol. Chem., Macr
omol. Symp.、1997年、第118巻、5
5〜60頁)、さらに、このメタロセン触媒をブタジエ
ン重合に適用することが報告された(産業科学技術研究
開発第1回独創的高機能材料創製技術シンポジウム予稿
集、1997年12月10日、77頁)。
【0015】 構造式1 MeO(CO)CH2CpTiCl3 (Meはメチル基を表わし、Cpはシクロペンタジエン
環構造を表す。以下、同じ) この重合は高活性であり、得られるポリブタジエンの
1,4−シス結合単位含量は高く、また、分子量分布は
従来の高シス結合単位含有量ブタジエン重合体に比べて
小さい。しかし、重合体の分岐構造の規制、重合のリビ
ング性およびブロック共重合については報告されていな
い。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特定
のメタロセン触媒を用いて共役ジエン単量体をリビング
重合させた後、異種単量体をブロック共重合することに
より、共役ジエン系ブロック共重合体を効率的に製造す
る方法を提供することにある。
【0017】本発明の他の目的は、ガラス転移温度が低
いゴム状共役ジエン系重合体セグメントと結晶融点が高
い結晶性重合体セグメントが直列に連結した構造を持つ
新規なブロック共重合体を提供することにある。
【0018】本発明のさらに他の目的は、シス結合単位
含量が高く、分子量分布の小さいブタジエン系重合体セ
グメントと他の重合体セグメントが直列に連結した構造
をもつ新規なブロック共重合体を提供することにある。
【0019】
【課題を解決する手段】かくして本発明によれば、
(i)シクロペンタジエニル骨格を有する周期律表第I
V族遷移金属化合物(A)と、有機アルミニウムオキシ
化合物(a)、該遷移金属化合物(A)と反応してカチ
オン性遷移金属化合物を生成できるイオン性化合物
(b)、該遷移金属化合物(A)と反応してカチオン性
遷移金属化合物を生成できるルイス酸化合物(c)、お
よび周期律表第I〜III族主元素金属の有機金属化合
物(d)から選択される少なくとも一種の助触媒(B)
とを下記式αおよび下記式βを満たす条件で接触させて
なる触媒の存在下に、共役ジエン単量体、または、共役
ジエン単量体およびそれと共重合可能な単量体を重合さ
せ;次いで、(ii)上記工程(i)において得られた
リビング共役ジエン系重合体の存在下に共重合可能な単
量体を重合することを特徴とする、共役ジエン系ブロッ
ク共重合体の製造方法が提供される。 式α: −100<T<80 式β: 0.017<t<6000exp(−0.0921T) ここで、tは接触時間(分)、Tは接触温度(℃)であ
る。
【0020】また、本発明によれば、共役ジエン単量体
の単独重合体、または、共役ジエン単量体およびそれと
共重合可能な単量体との共重合体であって、数平均分子
量(Mn)が1,000〜10,000,000であ
り、ガラス転移温度(Tg)が20℃以下であるゴム状
重合体セグメント(SI)2〜98重量部、および、数
平均分子量(Mn)が1,000〜10,000,00
0であり、結晶融点(Tm)が100℃以上である結晶
性重合体セグメント(HI)98〜2重量部が直列に連
結した構造をもつ共役ジエン系ブロック共重合体(I)
が提供される。
【0021】さらに、本発明によれば、ブタジエン単量
体の単独重合体、または、ブタジエン単量体およびそれ
と共重合可能な単量体との共重合体であって、数平均分
子量(Mn)が1,000〜10,000,000であ
り、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)と
の比(Mw/Mn)が3.0未満であり、全ブタジエン
単位中のシス−1,4結合したブタジエン単位が50%
重量以上であるブタジエン系重合体セグメント(SI
I)2〜98重量部、および、数平均分子量(Mn)が
1,000〜10,000,000である、ブタジエン
系重合体セグメント(SII)以外の重合体セグメント
(HII)98〜2重量部が直列に連結した構造をもつ
共役ジエン系ブロック共重合体(II)が提供される。
【0022】
【発明の実施の形態】(重合触媒)本発明の共役ジエン
系ブロック共重合体の製造に用いられる触媒は、シクロ
ペンタジエニル骨格を有する周期律表第IV族遷移金属
化合物(A)と、有機アルミニウムオキシ化合物
(a)、該遷移金属化合物(A)と反応してカチオン性
遷移金属化合物を生成できるイオン性化合物(b)、該
遷移金属化合物(A)と反応してカチオン性遷移金属化
合物を生成できるルイス酸化合物(c)、および周期律
表第I〜III族主元素金属の有機金属化合物(d)か
ら選択される少なくとも一種類の助触媒(B)とからな
る。
【0023】上記の(A)成分であるシクロペンタジエ
ニル骨格を有する周期律表第IV族遷移金属化合物は、
好ましくは、下記一般式2で示される周期律表第IV族
遷移金属化合物である。 一般式2:
【0024】
【化2】
【0025】(式中、Mは周期律表第IV族遷移金属、
Xは水素原子、ハロゲン、炭素数1〜12の炭化水素
基、炭素数1〜12の炭化水素オキシ基、または炭素数
1〜12の炭化水素基で置換されてもよいアミノ基であ
り、互いに異なるものであってもよく、Xのいずれか一
つとシクロペンタジエン環構造が架橋基を介しまたは介
さずに結合することにより環状構造を形成していてもよ
く、pは2または3であり、Qは有機基であり、シクロ
ペンタジエン環構造と結合して環状構造を形成していて
もよく、Qが二つ以上の場合には互いに異なるものであ
ってもよく、mは0〜5の整数である。) すなわち、一般式2で表される遷移金属化合物は、ただ
一個のシクロペンタジエニル基、または、インデニル
基、フルオレニル基などの複数の融合した環状置換基を
配位子としてもつ、いわゆるハーフメタロセン化合物ま
たは幾何拘束触媒である。また、周期律表IV族遷移金
属(式中のM)は、好ましくはチタン、ジルコニウムま
たはハフニウム、より好ましくはチタンである。
【0026】式中のXがハロゲンの場合、Xとして、フ
ッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子などが挙げら
れ、好ましくは塩素原子である。式中のXが炭化水素基
の場合、Xとして、メチル、ネオペンチルなどの炭素数
1〜12のアルキル基、ベンジルなどの炭素数7〜12
のアラルキル基などが挙げられる。式中のXが炭化水素
オキシ基の場合、Xとして、メトキシ、エトキシ、イソ
プロポキシなどの炭素数1〜12のアルコキシ基、ベン
ジルオキシ基などの炭素数7〜12のアラルキルオキシ
基などが挙げられる。式中のXが炭素数1〜12の炭化
水素基で置換されていてもよいアミノ基の場合、Xとし
て、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジイソプロピル
アミノ、ジブチルアミノ、ジ−t−ブチルアミノなどの
炭素数1〜12のアルキル基を有するジアルキルアミノ
基などが挙げられる。pは2または3であり、好ましく
は3である。
【0027】Qは有機基であり、その個数を表すmは0
〜5の整数であり、シス結合単位含有量を高める観点か
らはmは1以上であることが好ましい。mが2以上の場
合、Qは同一でも異なるものであってもよい。有機基Q
の具体例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプ
ロピル、ブチル、t−ブチル、ヘキシル、オクチル、シ
クロヘキシル、アダマンチルなどの炭素数1〜20のア
ルキル基、フェニルなどの炭素数6〜20のアリール
基、ベンジル、トリフェニルメチルなどの炭素数7〜3
0のアラルキル基などが挙げられる。シクロペンタジエ
ン環構造に結合した有機基Qは、このシクロペンタジエ
ン環構造とともに、例えばインデニル基、フルオレニル
基のような多環状基を形成していてもよい。
【0028】その他の有機基Qとしては、トリメチルシ
リル基などの珪素原子を含有する炭化水素基、トリメチ
ルスタニル基などの錫原子を含有する炭化水素基、トリ
メチルゲルミル基などのゲルマニウム原子を含有する炭
化水素基などの他、エーテル基、チオエーテル基、カル
ボニル基、スルフォニル基、エステル基、チオエステル
基、二級アミノ基、一級アミノ基、アミド基、ホスフィ
ノ基、ホスフィニル基などの炭素と水素以外の原子を有
する原子団を一つ以上もつ有機基も含まれる。
【0029】好ましい有機基Qは、重合活性が高く、重
合体のシス結合単位含有量が高くなる触媒を与える、t
−ブチル基、トリフェニルメチル基などの嵩高い炭素数
3〜30の炭化水素基;炭素と水素以外の原子を有する
ルイス塩基性原子団を一つ以上もつ有機基;または、ト
リメチルシリル基である。
【0030】有機基Qの個数を表すmの数値と配位子の
構造の関連は下記のとおりである。m=0:置換基をも
たないシクロペンタジエニル基を意味する。m=1:一
つの置換基をもつシクロペンタジエニル基、または、シ
クロペンタジエン環上に置換基をもたない(置換)イン
デニル基を意味する。m=2:二つの置換基をもつシク
ロペンタジエニル基、シクロペンタジエン環上に一つの
置換基をもつ(置換)インデニル基、または、シクロペ
ンタジエン環上に置換基をもたない(置換)フルオレニ
ル基を意味する。m=3:三つの置換基をもつシクロペ
ンタジエニル基、シクロペンタジエン環上に二つの置換
基をもつ(置換)インデニル基、または、シクロペンタ
ジエン環上に一つの置換基をもつ(置換)フルオレニル
基を意味する。m=4:四つの置換基をもつシクロペン
タジエニル基、または、シクロペンタジエン環上に三つ
の置換基をもつ(置換)インデニル基を意味する。m=
5:五つの置換基をもつシクロペンタジエニル基を意味
する。
【0031】Xのいずれか一つとシクロペンタジエニル
基は架橋基を介し、または、介さずに直接結合していて
もよく、この場合、遷移金属化合物(A)はメタロサイ
クル構造を有する、いわゆる、幾何拘束触媒となる。こ
の架橋基としては、炭素数1から24の炭化水素基、炭
素数1から24の炭化水素基を含むシリレン基などが挙
げられる。その具体例としては、メチルシリレン、ジメ
チルシリレン、メチルフェニルシリレン、ジフェニルシ
リレン、ジベンジルシリレン、テトラメチルジシリレ
ン、ジメチルメチレン、ジフェニルメチレンなどが挙げ
られる。好ましい架橋基はジメチルシリレンである。
【0032】周期律表第IV族遷移金属化合物(A)の
具体的化合物としては、以下の(1)〜(18)のもの
が挙げられる。
【0033】(1)シクロペンタジエニルチタニウムジ
クロライド、又は、シクロペンタジエニルチタニウムト
リクロライド。 (2)モノ置換シクロペンタジエニルチタニウムジクロ
ライド、又は、モノ置換シクロペンタジエニルチタニウ
ムトリクロライド。具体例としては、メチルシクロペン
タジエニルチタニウムトリクロライド、トリメチルシリ
ルシクロペンタジエニルチタニウムトリクロライド、t
−ブチルシクロペンタジエニルチタニウムトリクロライ
ド、トリフェニルメチルシクロペンタジエニルチタニウ
ムトリクロライド、アダマンチルシクロペンタジエニル
チタニウムトリクロライド、(2−メトキシエチル)シ
クロペンタジエニルチタニウムトリクロライド(MeO
CH 2CH2CpTiCl3)、[2−(t−ブトキシ)
エチル]シクロペンタジエニルチタニウムトリクロライ
ド(t−BuOCH2CH2CpTiCl3)、フェノキ
シエチルシクロペンタジエニルチタニウムトリクロライ
ド(PhOCH2CH2CpTiCl3)、2−(2−メ
トキシエトキシ)エチルシクロペンタジエニルチタニウ
ムトリクロライド(MeOCH2CH2OCH2CH2Cp
TiCl3)、メトキシカルボニルメチルシクロペンタ
ジエニルチタニウムトリクロライド(MeO(CO)C
2CpTiCl3)、t−ブトキシカルボニルメチルシ
クロペンタジエニルチタニウムトリクロライド(t−B
uO(CO)CH2CpTiCl3)、フェノキシカルボ
ニルメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリクロラ
イド(PhO(CO)CH2CpTiCl3)、2−
(N,N−ジメチルアミノ)エチルシクロペンタジエニ
ルチタニウムトリクロライド(Me2NCH2CH2Cp
TiCl3)、2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル
シクロペンタジエニルチタニウムトリクロライド(Et
2NCH2CH2CpTiCl3)、2−(N,N−ジ−i
−プロピルアミノ)エチルシクロペンタジエニルチタニ
ウムトリクロライド(i−Pr2NCH2CH2CpTi
Cl3)などや、これらのジクロライド体などが挙げら
れる。
【0034】(3)ジ置換シクロペンタジエニルチタニ
ウムジクロライド、又は、ジ置換シクロペンタジエニル
チタニウムトリクロライド。具体例としては、(1−メ
チル)(2−トリメチルシリル)シクロペンタジエニル
チタニウムトリクロライド、(1−t−ブチル)[3−
(2−メトキシエチル)]シクロペンタジエニルチタニ
ウムトリクロライド、(1−トリメチルシリル)(3−
メトキシカルボニルメチル)シクロペンタジエニルチタ
ニウムトリクロライド、{3−[2−(N,N−ジエチ
ルアミノ)エチル]}(1−フェニル)シクロペンタジ
エニルチタニウムトリクロライドなどや、これらのジク
ロライド体などが挙げられる。
【0035】(4)トリ置換シクロペンタジエニルチタ
ニウムジクロライド、又は、トリ置換シクロペンタジエ
ニルチタニウムトリクロライド。具体例としては、
(1,2−ジメチル)(4−トリメチルシリル)シクロ
ペンタジエニルチタニウムトリクロライド、(1,2−
ジメチル)[4−(2−メトキシエチル)]シクロペン
タジエニルチタニウムトリクロライド、(1,2−ジメ
チル)(4−メトキシカルボニルメチル)シクロペンタ
ジエニルチタニウムトリクロライド、(1,2−ジメチ
ル){4−[2−(N,N−ジエチルアミノ)エチ
ル]}シクロペンタジエニルチタニウムトリクロライド
などや、これらのジクロライド体が挙げられる。
【0036】(5)テトラ置換シクロペンタジエニルチ
タニウムジクロライド、または、テトラ置換シクロペン
タジエニルチタニウムトリクロライド。具体例として
は、(1,2,3−トリメチル)(4−トリメチルシリ
ル)シクロペンタジエニルチタニウムトリクロライド、
(1,2,4−トリメチル)[3−(2−メトキシエチ
ル)]シクロペンタジエニルチタニウムトリクロライ
ド、(1,2,3−トリメチル)(4−メトキシカルボ
ニルメチル)シクロペンタジエニルチタニウムトリクロ
ライド、(1,2,3−トリメチル){4−[2−
(N,N−ジエチルアミノ)エチル]}シクロペンタジ
エニルチタニウムトリクロライドなどや、これらのジク
ロライド体が挙げられる。
【0037】(6)ペンタ置換シクロペンタジエニルチ
タニウムジクロライド、または、ペンタ置換シクロペン
タジエニルチタニウムトリクロライド。具体例として
は、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムトリ
クロライド、ペンタフェニルシクロペンタジエニルチタ
ニウムトリクロライド、(テトラメチル)(トリメチル
シリル)シクロペンタジエニルチタニウムトリクロライ
ド、(テトラメチル)(2−メトキシエチル)シクロペ
ンタジエニルチタニウムトリクロライド、(テトラメチ
ル)(メトキシカルボニルメチル)シクロペンタジエニ
ルチタニウムトリクロライド、(テトラメチル)[2−
(N,N−ジエチルアミノ)エチル]シクロペンタジエ
ニルチタニウムトリクロライドなどや、これらのジクロ
ライド体などが挙げられる。
【0038】(7)シクロペンタジエン環上に置換基を
もたない(置換)インデニルチタニウムジクロライド、
または、シクロペンタジエン環上に置換基をもたない
(置換)インデニルチタニウムトリクロライド。具体例
としては、インデニルチタニウムジクロライド、(4−
メチル)インデニルチタニウムジクロライド、インデニ
ルチタニウムトリクロライド、(4−メチル)インデニ
ルチタニウムトリクロライドなどが挙げられる。
【0039】(8)シクロペンタジエン環上に一つ置換
基をもつ(置換)インデニルチタニウムジクロライド、
または、シクロペンタジエン環上に一つ置換基をもつ
(置換)インデニルチタニウムトリクロライド。具体例
としては、(1−トリメチルシリル)インデニルチタニ
ウムジクロライド、[1−(2−メトキシエチル)]イ
ンデニルチタニウムジクロライド、(2−メトキシカル
ボニルメチル)インデニルチタニウムジクロライド、
{1−[2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル]}イ
ンデニルチタニウムジクロライド、(4−メチル)(1
−トリメチルシリル)インデニルチタニウムジクロライ
ド、(1−トリメチルシリル)インデニルチタニウムト
リクロライド、[1−(2−メトキシエチル)]インデ
ニルチタニウムトリクロライド、(2−メトキシカルボ
ニルメチル)インデニルチタニウムトリクロライド、
{1−[2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル]}イ
ンデニルチタニウムトリクロライド、(4−メチル)
(1−トリメチルシリル)インデニルチタニウムトリク
ロライドなどが挙げられる。
【0040】(9)シクロペンタジエン環上に二つ置換
基をもつ(置換)インデニルチタニウムジクロライド、
または、シクロペンタジエン環上に二つ置換基をもつ
(置換)インデニルチタニウムトリクロライド。具体例
としては、(1−トリメチルシリル)(3−メチル)イ
ンデニルチタニウムジクロライド、[1−(2−メトキ
シエチル)](3−メチル)インデニルチタニウムジク
ロライド、(2−メトキシカルボニルメチル)(3−メ
チル)インデニルチタニウムジクロライド、{1−[2
−(N,N−ジエチルアミノ)エチル]}(3−メチ
ル)インデニルチタニウムジクロライド、(3,4−ジ
メチル)(1−トリメチルシリル)インデニルチタニウ
ムジクロライド、(1−トリメチルシリル)(3−メチ
ル)インデニルチタニウムトリクロライド、[1−(2
−メトキシエチル)](3−メチル)インデニルチタニ
ウムトリクロライド、(2−メトキシカルボニルメチ
ル)(3−メチル)インデニルチタニウムトリクロライ
ド、{1−[2−(N,N−ジエチルアミノ)エチ
ル]}(3−メチル)インデニルチタニウムトリクロラ
イド、(3,4−ジメチル)(1−トリメチルシリル)
インデニルチタニウムトリクロライドなどが挙げられ
る。
【0041】(10)シクロペンタジエン環上に三つ置
換基をもつ(置換)インデニルチタニウムジクロライ
ド、または、シクロペンタジエン環上に三つ置換基をも
つ(置換)インデニルチタニウムトリクロライド。具体
例としては、(1−トリメチルシリル)(2,3−ジメ
チル)インデニルチタニウムジクロライド、[1−(2
−メトキシエチル)](2、3−ジメチル)インデニル
チタニウムジクロライド、(2−メトキシカルボニルメ
チル)(1,3−ジメチル)インデニルチタニウムジク
ロライド、{1−[2−(N,N−ジエチルアミノ)エ
チル]}(2,3−ジメチル)インデニルチタニウムジ
クロライド、(2,3,4−トリメチル)(1−トリメ
チルシリル)インデニルチタニウムジクロライド、(1
−トリメチルシリル)(2,3−ジメチル)インデニル
チタニウムトリクロライド、[1−(2−メトキシエチ
ル)](2、3−ジメチル)インデニルチタニウムトリ
クロライド、(2−メトキシカルボニルメチル)(1,
3−ジメチル)インデニルチタニウムトリクロライド、
{1−[2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル]}
(2,3−ジメチル)インデニルチタニウムトリクロラ
イド、(2,3,4−トリメチル)(1−トリメチルシ
リル)インデニルチタニウムトリクロライドなどが挙げ
られる。
【0042】(11)シクロペンタジエン環上に置換基
をもたない(置換)フルオレニルチタニウムジクロライ
ド、または、シクロペンタジエン環上に置換基をもたな
い(置換)フルオレニルチタニウムトリクロライド。具
体例としては、フルオレニルチタニウムジクロライド、
2−メチルフルオレニルチタニウムジクロライド、フル
オレニルチタニウムトリクロライド、2−メチルフルオ
レニルチタニウムトリクロライドなどが挙げられる。
【0043】(12)シクロペンタジエン環上に一つ置
換基をもつ(置換)フルオレニルチタニウムジクロライ
ド、または、シクロペンタジエン環上に一つ置換基をも
つ(置換)フルオレニルチタニウムトリクロライド。具
体例としては、(9−トリメチルシリル)フルオレニル
チタニウムジクロライド、[9−(2−メトキシエチ
ル)]フルオレニルチタニウムジクロライド、(9−メ
トキシカルボニルメチル)フルオレニルチタニウムジク
ロライド、{9−[2−(N,N−ジエチルアミノ)エ
チル]}フルオレニルチタニウムジクロライド、(1−
メチル)(9−トリメチルシリル)フルオレニルチタニ
ウムジクロライド、(9−トリメチルシリル)フルオレ
ニルチタニウムトリクロライド、[9−(2−メトキシ
エチル)]フルオレニルチタニウムトリクロライド、
(9−メトキシカルボニルメチル)フルオレニルチタニ
ウムトリクロライド、{9−[2−(N,N−ジエチル
アミノ)エチル]}フルオレニルチタニウムトリクロラ
イド、(1−メチル)(9−トリメチルシリル)フルオ
レニルチタニウムトリクロライドなどが挙げられる。
【0044】(13)(1)〜(12)の化合物の中心
金属であるチタニウムがジルコニウムまたはハフニウム
に置換された構造の化合物。具体例としては、シクロペ
ンタジエニルジルコニウムジクロライド、シクロペンタ
ジエニルジルコニウムトリクロライド、(トリメチルシ
リル)シクロペンタジエニルジルコニウムジクロライ
ド、(トリメチルシリル)シクロペンタジエニルジルコ
ニウムトリクロライド、(2−メトキシエチル)インデ
ニルハフニウムジクロライド、(2−メトキシエチル)
インデニルハフニウムトリクロライド、(メトキシカル
ボニルメチル)フルオレニルジルコニウムジクロライ
ド、(メトキシカルボニルメチル)フルオレニルジルコ
ニウムトリクロライド、[2−(N,N−ジエチルアミ
ノ)エチル]シクロペンタジエニルジルコニウムジクロ
ライド、[2−(N,N−ジエチルアミノ)エチル]シ
クロペンタジエニルジルコニウムトリクロライドなどが
挙げられる。
【0045】(14)(1)〜(13)の化合物の中心
金属に結合した塩素原子の全てまたは一部がフッ素原
子、臭素原子、沃素原子に置換された構造の化合物。具
体例としては、(トリメチルシリル)シクロペンタジエ
ニルチタニウムジフルオライド、(トリメチルシリル)
シクロペンタジエニルチタニウムトリフルオライド、
(2−メトキシエチル)シクロペンタジエニルチタニウ
ムジブロマイド、(2−メトキシエチル)シクロペンタ
ジエニルチタニウムトリブロマイド、(メトキシカルボ
ニルメチル)シクロペンタジエニルチタニウムジアイオ
ダイド、(メトキシカルボニルメチル)シクロペンタジ
エニルチタニウムトリアイオダイド、[2−(N,N−
ジエチルアミノ)エチル]シクロペンタジエニルチタニ
ウムジアイオダイド、[2−(N,N−ジエチルアミ
ノ)エチル]シクロペンタジエニルチタニウムトリアイ
オダイドなどが挙げられる。
【0046】(15)(1)〜(14)の化合物の中心
金属に結合したハロゲン原子の全てまたは一部が炭化水
素基に置換された構造の化合物。具体例としては、(ト
リメチルシリル)シクロペンタジエニルチタニウムジメ
チル、(トリメチルシリル)シクロペンタジエニルチタ
ニウムトリメチル、(2−メトキシエチル)シクロペン
タジエニルチタニウムジベンジル、(2−メトキシエチ
ル)シクロペンタジエニルチタニウムトリベンジル、
(メトキシカルボニルメチル)シクロペンタジエニルチ
タニウムジメチル、(メトキシカルボニルメチル)シク
ロペンタジエニルチタニウムトリメチル、[2−(N,
N−ジエチルアミノ)エチル]シクロペンタジエニルチ
タニウムジメチル、[2−(N,N−ジエチルアミノ)
エチル]シクロペンタジエニルチタニウムトリメチルな
どが挙げられる。
【0047】(16)(1)〜(15)の化合物の中心
金属に結合したハロゲン原子または炭化水素基の全てま
たは一部が炭化水素オキシ基に置換された構造の化合
物。具体例としては、(トリメチルシリル)シクロペン
タジエニルチタニウムジメトキシド、(トリメチルシリ
ル)シクロペンタジエニルチタニウムトリメトキシド、
(2−メトキシエチル)シクロペンタジエニルチタニウ
ムジブトキシド、(2−メトキシエチル)シクロペンタ
ジエニルチタニウムトリブトキシド、(メトキシカルボ
ニルメチル)シクロペンタジエニルチタニウムジエトキ
シド、(メトキシカルボニルメチル)シクロペンタジエ
ニルチタニウムトリエトキシド、[2−(N,N−ジエ
チルアミノ)エチル]シクロペンタジエニルチタニウム
ジブトキシド、[2−(N,N−ジエチルアミノ)エチ
ル]シクロペンタジエニルチタニウムトリブトキシドな
どが挙げられる。
【0048】(17)(1)〜(16)の化合物の中心
金属に結合したハロゲン原子、炭化水素基または炭化水
素オキシ基の全てまたは一部がアミド基に置換された構
造の化合物。具体例としては、(トリメチルシリル)シ
クロペンタジエニルチタニウムビスジメチルアミド、
(トリメチルシリル)シクロペンタジエニルチタニウム
トリスジメチルアミド、(2−メトキシエチル)シクロ
ペンタジエニルチタニウムビスジエチルアミド、(2−
メトキシエチル)シクロペンタジエニルチタニウムトリ
スジエチルアミド、(メトキシカルボニルメチル)シク
ロペンタジエニルチタニウムビスジプロピルアミド、
(メトキシカルボニルメチル)シクロペンタジエニルチ
タニウムトリスジプロピルアミド、[2−(N,N−ジ
エチルアミノ)エチル]シクロペンタジエニルチタニウ
ムビスジオクチルアミド、[2−(N,N−ジエチルア
ミノ)エチル]シクロペンタジエニルチタニウムトリス
ジオクチルアミドなどが挙げられる。 (18)(1)〜(17)の化合物のXのいずれか一つ
と配位子のシクロペンタジエン環とが架橋基(例えば、
ジメチルシリレンなど)を介し、または、介さずに直接
結合して環状構造を形成した構造の化合物。具体例とし
ては、[t−ブチル(ジメチル−シクロペンタジエニル
シリル)アミド]モノクロロチタニウム、[t−ブチル
(ジメチル−シクロペンタジエニルシリル)アミド]ジ
クロロチタニウム、[t−ブチル(ジメチル−シクロペ
ンタジエニルシリル)アミド]モノメチルチタニウム、
[t−ブチル(ジメチル−シクロペンタジエニルシリ
ル)アミド]ジメチルチタニウム、[t−ブチル(ジメ
チル−シクロペンタジエニルシリル)アミド]モノメチ
ルジルコニウム、[t−ブチル(ジメチル−シクロペン
タジエニルシリル)アミド]ジメチルジルコニウム、
[t−ブチル(ジメチル−フルオレニルシリル)アミ
ド]モノメチルチタニウム、[t−ブチル(ジメチル−
フルオレニルシリル)アミド]ジメチルチタニウムなど
が挙げられる。
【0049】これらのうち、(1)、(2)、(7)、
(8)、(11)、(12)、および、それらに対応す
る(13)〜(18)の構造の化合物が好ましく、
(1)、(2)および、それらに対応する(13)〜
(18)の構造の化合物がより好ましく、(2)およ
び、それに対応する(13)〜(17)の構造の化合物
がさらに好ましく、(2)の構造の化合物が特に好まし
い。
【0050】一般式2で示される周期律表第IV族遷移
金属化合物の調製方法は特に制限されない。例えば、M
eO(CO)CH2CpTiCl3の場合はMacrom
ol.Symp.、1997年、第118巻、55〜6
0頁の記載に基づいて、また、MeOCH2CH2CpT
iCl3の場合はTransition Met.Ch
em.,1990年、第15巻、483頁の記載に従っ
て調製すればよい。
【0051】上記周期律表第IV族遷移金属化合物
(A)と組み合わせて用いる助触媒(B)は、有機アル
ミニウムオキシ化合物(a)、該遷移金属化合物(A)
と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるイオ
ン性化合物(b)、該遷移金属化合物(A)と反応して
カチオン性遷移金属化合物を生成できるルイス酸化合物
(c)、および周期律表第I〜III族主元素金属の有
機金属化合物(d)から選択される少なくとも一種の化
合物である。
【0052】有機アルミニウムオキシ化合物(a)は、
好ましくは下記一般式3で表される直鎖状または環状重
合体であり、いわゆるアルミノキサンである。 一般式3: (−Al(R1)O−)n (R1は炭素数1〜10の炭化水素基であり、その具体
例としては、メチル、エチル、プロピル、イソブチルな
どのアルキル基が挙げられ、中でもメチル基が好まし
い。R1はハロゲン原子またはR2O基で置換されたもの
であってもよい。R 2は炭素数1〜10の炭化水素基で
あり、その具体例としては、メチル、エチル、プロピ
ル、イソブチルなどのアルキル基が挙げられ、中でもメ
チル基が好ましい。nは重合度であり、5以上、好まし
くは10以上、好ましくは100以下、より好ましくは
50以下である)
【0053】助触媒(B)のうち、遷移金属化合物
(A)と反応してカチオン性遷移金属化合物を形成でき
るイオン性化合物(b)としては、非配位性アニオンと
カチオンとのイオン性化合物が挙げられる。
【0054】非配位性アニオンとしては、例えば、テト
ラ(フェニル)ボレート、テトラ(フルオロフェニル)
ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレー
ト、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テ
トラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラ
キス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス
(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ
(トリイル)ボレート、テトラ(キシイル)ボレート、
トリフェニルペンタフルオロフェニルボレート、トリス
(ペンタフルオロフェニル)フェニルボレートなどが挙
げられる。
【0055】カチオンとしては、カルボニウムカチオ
ン、オキソニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホ
スホニウムカチオン、遷移金属を有するフェロセニウム
カチオンなどを挙げられる。
【0056】カルボニウムカチオンの具体例としては、
トリフェニルカルボニウムカチオン、トリ置換フェニル
カルボニウムカチオンなどの三置換カルボニウムカチオ
ンを挙げることができる。トリ置換フェニルカルボニウ
ムカチオンの具体例としては、トリ(メチルフェニル)
カルボニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニル)カル
ボニウムカチオンが挙げられる。
【0057】オキソニウムカチオンの具体例としては、
ヒドロキソニウムカチオンOH3+、メチルオキソニウム
カチオンCH3OH2+などのアルキルオキソニウムカチ
オン;ジメチルオキソニウムカチオン(CH32OH+
などのジアルキルオキソニウムカチオン;トリメチルオ
キソニウムカチオン(CH33+、トリエチルオキソ
ニウムカチオン(C253+などのトリアルキルオキ
ソニウムカチオンなどが挙げられる。
【0058】アンモニウムカチオンの具体例としては、
トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニ
ウムカチオン、トリプロピルアンモニウムカチオン、ト
リブチルアンモニウムカチオンなどのトリアルキルアン
モニウムカチオン、N,N−ジエチルアニリニウムカチ
オン、N,N−2,4,6−ペンタメチルアニリニウム
カチオンなどのN,N−ジアルキルアニリニウムカチオ
ン、ジ(i−プロピル)アンモニウムカチオン、ジシク
ロヘキシルアンモニウムカチオンなどのジアルキルアン
モニウムカチオンが挙げられる。
【0059】ホスホニウムカチオンの具体例としては、
トリフェニルホスホニウムカチオン、トリ(メチルフェ
ニル)ホスホニウムカチオン、トリ(ジメチルフェニ
ル)ホスホニウムカチオンなどのトリアリールホスホニ
ウムカチオンが挙げられる。該イオン性化合物は、上記
で例示した非配位性アニオンおよびカチオンの中から、
それぞれ任意に選択して組み合わせたものを用いること
ができる。
【0060】上記のうち、トリフェニルカルボニウムテ
トラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N−ジ
メチルアニリニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)
ボレート、1,1’−ジメチルフェロセニウムテトラ
(ペンタフルオロフェニル)ボレートなどのイオン性化
合物をより好ましく用いることができる。
【0061】助触媒(B)のうち、該遷移金属化合物
(A)と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成でき
るルイス酸化合物(c)の具体例としては、トリス(ペ
ンタフルオロフェニル)ボロン、トリス(モノフルオロ
フェニル)ボロン、トリス(ジフルオロフェニル)ボロ
ン、トリフェニルボロンが挙げられる。
【0062】助触媒(B)のうち、周期律表第I〜II
I族主元素金属の有機金属化合物(d)には、狭義の有
機金属化合物のみならず、周期律表第I〜III族主元
素金属の有機金属ハロゲン化合物、水素化有機金属化合
物も含まれる。狭義の有機金属化合物としては、例え
ば、メチルリチウム、ブチルリチウム、フェニルリチウ
ム、ジブチルマグネシウム、トリメチルアルミニウム、
トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウ
ム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニ
ウムなどが挙げられ、トリアルキルアルミニウムが好ま
しい。有機金属ハロゲン化合物としては、例えば、エチ
ルマグネシウムクロライド、ブチルマグネシウムクロラ
イド、ジメチルアルミニウムクロライド、ジエチルアル
ミニウムクロライド、セスキエチルアルミニウムクロラ
イド、エチルアルミニウムジクロライドなどが挙げられ
る。水素化有機金属化合物としては、例えば、ジエチル
アルミニウムハイドライド、セスキエチルアルミニウム
ハイドライドなどが挙げられる。
【0063】本発明では、助触媒(B)として上記の
(a)〜(d)を単独で用いても、組み合わせて用いて
もよい。好ましい助触媒は(a)単独、(c)単独、
(a)と(d)、(b)と(d)、(c)と(d)の組
み合わせである。
【0064】本発明においては、触媒の重合反応器への
付着による汚染を防止する為に、遷移金属化合物(A)
および/または助触媒(B)を同一の担体に担持して用
いることができる。担体としては、無機化合物および有
機高分子化合物が挙げられる。無機化合物としては、無
機酸化物、無機塩化物、無機水酸化物などが好ましく、
少量の炭酸塩、硫酸塩を含有したものでもよい。好まし
い具体例としてはシリカ、アルミナ、マグネシア、チタ
ニア、ジルコニア、カルシアなどの無機酸化物、およ
び、塩化マグネシウムなどの無機塩化物が挙げられる。
これらの無機化合物は、平均粒子径が5〜150μm、
比表面積が2〜800m2/gの多孔性微粒子が好まし
く、例えば100〜800℃で熱処理して、用いること
ができる。有機高分子化合物としては、側鎖に芳香族
環、置換芳香族環、またはヒドロキシ基、カルボキシル
基、エステル基、ハロゲン原子などの官能基を有するも
のが好ましい。有機高分子化合物としては、エチレン、
プロピレン、ブテンなどの単位を有する重合体を化学変
成することによって得られる官能基を有するα−オレフ
イン単独重合体、α−オレフイン共重合体、アクリル酸
単位、メタクリル酸単位、塩化ビニル単位、ビニルアル
コール単位、スチレン単位、ジビニルベンゼン単位など
の単量体単位を有する重合体、および、それらの化学変
成物を挙げることができる。これらの有機高分子化合物
は、平均粒子径が5〜250μmの球状微粒子の形態で
用いられる。
【0065】(共役ジエン系ブロック共重合体の製造方
法)本発明の共役ジエン系ブロック共重合体の製造方法
の第1段工程(i)においては、共役ジエン単量体を単
独で重合するか、または共役ジエン単量体と共重合可能
な単量体とを共重合する。共役ジエン単量体としては、
1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエ
ン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン,2−クロ
ロ−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,
3−ヘキサジエンなどが含まれる。これらの共役ジエン
単量体は、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わ
せて用いることができ、2種以上組み合わせて用いた場
合、重合体の連鎖分布はランダムであってもブロックで
あってもよい。これらの中でも、1,3−ブタジエンま
たは2−メチル−1,3−ブタジエンを単独で用いるこ
とが好ましく、1,3−ブタジエンを単独で用いること
がより好ましい。
【0066】共役ジエン単量体と共重合可能な単量体と
しては、スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルス
チレン、m−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレ
ン、エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、
α−メチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレ
ン、o−クロルスチレン、m−クロルスチレン、p−ク
ロルスチレン、p−ブロモスチレン、2−メチル−1,
4−ジクロルスチレン、2,4−ジブロモスチレン、ビ
ニルナフタレンなどの芳香族ビニル類;エチレン、プロ
ピレン、1−ブテンなどのオレフイン類;シクロペンテ
ン、2−ノルボルネンなどの環状オレフイン類;1,5
−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、1,7−オク
タジエン、ジシクロペンタジエン、5−エチリデン−2
−ノルボルネンなどの非共役ジエン類;メチルアクリレ
ート、メチルメタクリレートなどのアクリル酸エステル
類またはメタクリル酸エステル類;アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミ
ドなどが含まれる。これらの共重合可能な単量体は重合
体中にランダムに分布していることが好ましい。
【0067】第1段工程(i)においては、上記遷移金
属化合物(A)と助触媒(B)とを予め接触させて処理
(エージング)した触媒の存在下に、共役ジエン単量体
および共役ジエン単量体と共重合可能な単量体から選ば
れた単量体(s)を重合する。具体的には、以下のよう
な方法(i)〜(iv)でエージングと重合を実施すれ
ばよく、(i)の方法が特に好ましい。 (i) (A)成分と(B)成分とをエージングした触
媒に、単量体(s)を接触させて重合を行う。 (ii) (A)成分と(B)成分とをエージングした
触媒を、担体と接触させ、生成した担持触媒を分離し、
担持触媒に単量体(s)を接触させて重合を行う。(i
ii) (A)成分と担体とを接触させた後、さらに
(B)成分を接触させ、生成した担持触媒を分離して、
担持触媒に単量体(s)を接触させて重合を行う。 (iv) (B)成分と担体とを接触させた後、さらに
(A)成分を接触させ、生成した担持触媒を分離して、
担持触媒に単量体(s)を接触させて重合を行う。
【0068】エージングを実施することにより、重合活
性と開始剤効率(重合触媒が重合反応を開始する効率)
が向上する。さらに後述するように、特定の重合温度を
適用した本発明の重合反応は、いわゆるリビング重合反
応である。したがって、エージングにより開始剤効率を
高めることとリビング重合反応であることとの相乗効果
により、所望の分子量を有する重合体を得ることが可能
となる。その結果、重合中の重合反応液の粘度を適度に
調整することが容易であり、第2段工程(ii)のブロ
ック共重合反応を速やかに行わしめることができる。さ
らに、第1段工程(i)で重合されるゴム状重合体セグ
メント(S)の分子量分布を狭くすることができ、具体
的には重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)
の比である分子量分布(Mw/Mn)が1.5未満のゴ
ム状重合体セグメントが容易に得られる。
【0069】成分(A)と成分(B)との接触温度T
(単位は℃)は−100〜+80℃の範囲である必要が
あり、−80〜+70℃の範囲が好ましい。所定温度で
の接触時間t(単位は分)は0.017<t<6000
exp(−0.0921T)を満たす必要があり、0.
083<t<4000exp(−0.0921T)を満
たすことが好ましい。接触温度が高すぎると、目的のエ
ージング効果が得られず、低すぎると経済性において不
利である。接触時間は、低温では成分(A)と成分
(B)を接触させたまま長時間保存しても特に問題ない
が、高温では成分(A)と成分(B)を接触させたまま
長時間経過すると重合活性が失活しやすくなり、重合し
にくくなる。0.017分未満、すなわち約1秒以下の
エージング時間は現実的操作が困難である。
【0070】(A)成分および(B)成分は、それぞ
れ、溶液、スラリーのいずれの状態のものでも使用可能
であるが、より高い重合活性を得るためには溶液状態の
ものが好ましい。溶液またはスラリーとして調製するた
めに用いる溶媒は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン、シクロヘキサン、ミネラルオイル、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素溶媒、また
は、クロロホルム、メチレンクロライド、ジクロロエタ
ン、クロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素溶媒であ
り、二種以上の溶媒を混合して用いてもよい。好ましい
溶媒はトルエン、ベンゼンなどの芳香族炭化水素であ
る。
【0071】触媒の使用量は、単量体1モルに対する遷
移金属化合物(A)の使用量として、0.01〜100
ミリモルの範囲であり、好ましくは0.1〜10ミリモ
ル、より好ましくは0.2〜5ミリモルである。特定の
重合温度を適用した本発明の重合反応は、リビング重合
反応である。したがって、生成するゴム状重合体セグメ
ント(S)の分子量は単量体に対する遷移金属化合物
(A)の量比によって規制できる。補強性ゴム材料ある
いは樹脂改質剤として好ましいブロック共重合体を得る
場合には、上記の使用量とすることが好ましい。また、
この触媒使用量の場合には、特に狭い分子量分布を有す
るゴム状重合体セグメント(S)が得られ、具体的に
は、分子量分布(Mw/Mn)が1.5未満の重合体セ
グメント(S)が容易に得られる。
【0072】助触媒(a)、(b)、(c)、(d)は
単独で用いても、併用してもよいが、それぞれ単独で遷
移金属化合物(A)と組合せて使用する場合、有機アル
ミニウムオキシ化合物(a)に含有されるアルミニウム
/遷移金属化合物(A)のモル比は、好ましくは10〜
10,000、より好ましくは100〜5,000、特
に好ましくは200〜3,000である。イオン性化合
物(b)/遷移金属化合物(A)のモル比は、好ましく
は0.01〜100、より好ましくは0.1〜10であ
る。ルイス酸性化合物(c)/遷移金属化合物(A)の
モル比は、好ましくは0.01〜100、より好ましく
は0.1〜10である。有機金属化合物を使用する場合
には、有機金属化合物(d)/遷移金属化合物(A)の
モル比は、好ましくは0.1〜10,000、より好ま
しくは1〜1,000である。助触媒を併用する場合
は、それぞれ単独で使用する場合の遷移金属化合物
(A)に対するモル比の範囲で併用すればよい。
【0073】第1段工程(i)において、共役ジエン単
量体、または、共役ジエン単量体およびそれと共重合可
能な単量体を重合するには、不活性溶媒中での溶液重合
法、スラリー重合法、単量体を希釈剤とする塊状重合法
の他、気相撹拌槽、気相流動床での気相重合法を採用で
きる。これらの方法の中では、リビング重合性の維持と
狭い分子量分布を有するゴム状セグメントの製造の点
で、溶液重合法が好ましい。
【0074】使用される不活性溶媒は、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、
ミネラルオイル、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの
炭化水素溶媒、または、クロロホルム、メチレンクロラ
イド、ジクロロエタン、クロロベンゼンなどのハロゲン
化炭化水素溶媒であり、二種以上の溶媒を混合して用い
てもよい。好ましい溶媒はトルエン、ベンゼンなどの芳
香族炭化水素である。また、エチルエーテル、ジグライ
ム、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル
類、トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン
などのアミン類などの極性化合物を添加して重合反応を
行ってもよい。
【0075】重合様式は、特に限定されず、回分重合
法、半回分重合法、連続重合法のいずれも適用可能であ
るが、各セグメントおよびブロック共重合体の分子量分
布を狭くする意味からは回分重合法が好ましい。
【0076】重合温度は特に限定されないが、好ましく
は−100〜+100℃、より好ましくは−80〜+6
0℃、さらに好ましくは−70℃〜+40℃、特に好ま
しくは−60〜+20℃である。単量体(s)のリビン
グ重合を進行させ、分岐構造が実質的に無く分子量分布
の狭いゴム状セグメント(S)を製造し、第2段工程
(ii)でセグメント(H)のブロック共重合を速やか
に進行させてブロック共重合体(0)含有量の高い重合
体組成物を製造する観点からは、より低温であることが
好ましい。一方、製造コストの点からは極度の低温を採
用することは好ましくない。
【0077】重合時間は好ましくは、1秒〜1,000
分、重合圧力は好ましくは常圧〜30kg/cm2であ
る。本発明の共役ジエン系ブロック共重合体の製造方法
においては、上記第1段工程(i)における重合反応が
所定の重合転化率に達した時点で、共重合可能な単量体
(h)を重合反応液に添加して、第1段工程(i)の重
合で生成したゴム状リビング重合体と接触させて第2段
工程(ii)のブロック共重合を行う。
【0078】共重合可能な単量体(h)は、格別限定さ
れないが、炭化水素単量体が用いられることが多い。炭
化水素単量体にはオレフィン類、環状オレフィン類、芳
香族ビニル類、および、共役ジエン類が含まれる。それ
らの具体例として、オレフィン類としては、エチレン、
プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテ
ン、1−オクタデセンなどが、環状オレフィン類として
は、シクロペンテン、2−ノルボルネンなどが、芳香族
ビニル類としては、スチレン、o−メチルスチレン、p
−メチルスチレン、m−メチルスチレン、2,4−ジメ
チルスチレン、エチルスチレン、p−tert−ブチル
スチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−p−メチ
ルスチレン、o−クロルスチレン、m−クロルスチレ
ン、p−クロルスチレン、p−ブロモスチレン、2−メ
チル−1,4−ジクロルスチレン、2,4−ジブロモス
チレン、ビニルナフタレンなどが、共役ジエン類として
は、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジ
エン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン,2−ク
ロロ−1,3−ブタジエン、(Z)−1,3−ペンタジ
エン、(E)−1,3−ペンタジエン,2−メチル−
1,3−ペンタジエン、4−メチル−1,3−ペンタジ
エン、1,3−ヘキサジエンなどが挙げられる。
【0079】第2段工程(ii)のブロック共重合にお
いて使用する単量体(h)は、結晶性重合体セグメント
を与えうる単量体と非晶性重合体セグメントを与えうる
単量体に分けることができる。結晶性重合体セグメント
を得る場合に好ましい単量体は、用いる触媒の種類と重
合温度にも依存するが、エチレン、プロピレン、2−ノ
ルボルネン、スチレン、パラメチルスチレン、1,3−
ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン,
(Z)−1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−
ペンタジエン、4−メチル−1,3−ペンタジエンが好
ましく、エチレン、2−ノルボルネン、スチレン、パラ
メチルスチレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエ
ン,(Z)−1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,
3−ペンタジエンがより好ましい。これらの単量体は、
それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いる
ことができるが、単独で用いることが好ましい。
【0080】第2段工程(ii)のブロック共重合工程
において非晶性セグメント得る場合に好ましい単量体
は、用いる触媒の種類と重合温度にも依存するが、一般
に、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、スチレ
ン、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジ
エン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、(Z)−1,
3−ペンタジエン、(E)−1,3−ペンタジエンなど
であり、スチレン、1,3−ブタジエン、2−メチル−
1,3−ブタジエンなどがより好ましく、2−メチルー
1,3−ブタジエンがさらに好ましい。これらの単量体
は、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用
いることができるが、単独で用いることが好ましい。
【0081】単量体(h)の使用量は、上記単量体
(s)100重量部当たり、好ましくは2〜5,000
重量部である。補強性ゴム材料として、ブロック共重合
体を得る場合には、3〜50重量部がより好ましく、4
〜30重量部が特に好ましい。樹脂改質剤として好適な
ブロック共重合体を得る場合には、20〜5,000重
量部がより好ましく、50〜3,000重量部が特に好
ましい。
【0082】単量体(h)添加時の第1段工程(i)に
おける重合転化率は、格別限定されないが、好ましくは
10〜100%、より好ましくは30〜99.9%、特
に好ましくは50〜99.8%、さらに好ましくは70
〜99.7%、最も好ましくは90〜99.5%であ
る。重合転化率が低すぎると、単量体(h)を添加する
と単量体の回収コストなどの点で生産効率が低くなる。
一方、ほぼ定量的な重合転化率に達した後単量体(h)
添加までに長時間をかけると、生産効率が低下するばか
りでなく、リビング末端の失活によりブロック化率が低
下する場合がある。
【0083】ブロック共重合反応開始温度は特に限定さ
れないが、通常−100〜+100℃、好ましくは−8
0〜60℃、さらに好ましくは−70℃〜+40℃、特
に好ましくは−60〜+20℃である。必要に応じ、ブ
ロック共重合反応中に上記温度を昇降温してもよい。ブ
ロック共重合反応温度は、生成するセグメントの目標と
する構造や重合活性を考慮し、適宜選択すればよい。例
えば、(Z)−1,3−ペンタジエンから結晶性セグメ
ントを得る場合には−30℃程度を、(E)−2−メチ
ル−1,3−ペンタジエンから結晶性セグメントを得る
場合には20℃程度を、エチレンを高活性で重合させる
場合には40℃程度を、イソプレンから分子量分布の狭
いセグメントを得る場合には−50℃程度を夫々選定す
ればよい。
【0084】ブロック共重合反応時間は、通常、1分〜
2000分である。ブロック共重合反応の停止は、通
常、所定の重合転化率に達した時点で、重合系に重合停
止剤を添加することによって行われる。重合停止剤とし
ては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール、イソブタノールなどのアルコール類が
用いられ、それらは塩酸などの酸を含有したものであっ
てもよい。
【0085】重合反応完了直後から重合体の乾燥工程に
至る任意の段階で老化防止剤を添加することができる。
老化防止剤としては、フェノール系安定剤、イオウ系安
定剤、リン系安定剤、アミン系安定剤などが例示され
る。フェノール系安定剤は、特開平4−252243号
公報などで公知のもので、例えば、2,6−ジ−ter
t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−te
rt−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t
ert−ブチル−4−n−ブチルフェノール、2,6−
ジ−tert−ブチル−4−イソブチルフェノール、2
−tert−ブチル−4,6−ジメチルフェノール、
2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール、2,6−
ジ−tert−ブチル−4−メトキシフェノール、2,
6−ジ−フェノール−4−オクタデシルオキシフェノー
ル、n−オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−ter
t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−
tert−ブチル−4’−ヒドロキシ−フェニル)プロ
ピオネート]−メタン、1,3,5−トリメチル−2,
4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−
ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2,4−ビス(オクチ
ルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス
(2’,3’−ジ−ヒドロキシプロピルチオメチル)−
3,6−ジ−メチルフェノール、2,4−ビス(2’−
アセチルオキシエチルチオメチル)−3,6−ジ−メチ
ルフェノールなどが例示される。
【0086】イオウ系安定剤としては、例えば、ジラウ
リルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピ
オネート、アミノチオグリコレート、1,1’−チオビ
ス(2−ナフトール)、ジトリデシルチオジプロピオネ
ート、ジステアリル−β,β’−チオジプロピオネート
などが例示される。リン系安定剤も公知のものであり、
例えば、トリス(ノニルフェニル)フォスファイト、サ
イクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル
フォスファイト)、トリス(2,4−ジ−tert−ブ
チルフェニル)フォスファイトなどが例示される。アミ
ン系安定剤としては、例えば、フェニル−α−ナフチル
アミン、フェニル−β−ナフチルアミン、アルドール−
α−ナフチルアミン、p−イソプロポキシジフェニルア
ミン、p−(p−トルエンスルホニルアミド)ジフェニ
ルアミン、ビス(フェニルイソプロピリデン)−4,
4’−ジフェニルアミン、N,N’−ジフェニルエチレ
ンジアミン、N,N’−ジフェニルプロピレンジアミ
ン、オクチル化ジフェニルアミン、N,N’−ジフェニ
ル−p−フェニレンジアミン、N−イソプロピル−N’
−フェニル−p−フェニレンジアミンなどが例示され
る。
【0087】老化防止剤の添加量はブロック共重合体1
00重量部に対して好ましくは0.01〜5.0重量
部、より好ましくは0.05〜2.5重量部である。老
化防止剤の添加量が少なすぎると耐熱性が悪く老化防止
剤の添加効果が小さすぎる。老化防止剤の添加量が多す
ぎるとゴム状重合体の熱変色性が悪くなりすぎる。ま
た、これらの老化防止剤は単独でも使用できるし、2種
以上の老化防止剤を混合しても使用できる。
【0088】重合反応停止後、重合体を回収する方法は
特に限定されず、例えばスチームストリッピング法、貧
溶媒での析出などを用いればよい。
【0089】(共役ジエン系ブロック共重合体(0))
上記二段の工程により得られる重合生成物は、共役ジエ
ン単量体の単独重合体、または共役ジエン単量体および
それと共重合可能な単量体との共重合体からなるゴム状
重合体セグメント(S)と、共重合可能な単量体の単独
重合体または共重合体からなるセグメント(H)とが直
列に結合した構造をもつブロック共重合体(0)と、該
ゴム状重合体セグメント(S)の構造をもつ重合体と、
該セグメント(H)の構造をもつ重合体からなる重合体
組成物である。
【0090】ゴム状重合体セグメント(S)は、共役ジ
エン単量体の単独重合体、または、共役ジエン単量体お
よびそれと共重合可能な単量体との共重合体であって、
数平均分子量(Mn)が1,000〜10,000,0
00のものである。さらに、ゴム状重合体セグメント
(S)として、ガラス転移温度(Tg)が20℃以下の
もの(SI)や、ブタジエン単量体の単独重合体、また
はブタジエンおよびそれと共重合可能な単量体との共重
合体であって、数平均分子量(Mn)と重量平均分子量
(Mw)との比である分子量分布(Mw/Mn)が3.
0未満であり、全ブタジエン単位中のシス−1,4結合
したブタジエン単位が50重量%以上のもの(SII)
などが製造可能である。
【0091】(結晶性セグメントを有する共役ジエン系
ブロック共重合体(I))上記の共役ジエン系ブロック
共重合体(0)のうち、第2段工程(ii)において、
結晶性重合体を与えうる共重合可能な単量体を用いるこ
とによって得られる共役ジエン系ブロック共重合体
(I)、すなわち、「共役ジエン単量体の単独重合体、
または、共役ジエン単量体およびそれと共重合可能な単
量体との共重合体であって、数平均分子量(Mn)が
1,000〜10,000,000であり、ガラス転移
温度(Tg)が20℃以下であるゴム状重合体セグメン
ト(SI)2〜98重量部、および、数平均分子量(M
n)が1,000〜10,000,000であり、結晶
融点(Tm)が100℃以上である結晶性重合体セグメ
ント(HI)98〜2重量部が直列に連結した構造をも
つブロック共重合体(I)」は新規であり、また、「該
ブロック共重合体(I)が10重量%以上であり、残り
が上記(SI)の構造を有する重合体、および、上記
(HI)の構造を有する重合体からなる重合体組成物」
も新規である。
【0092】この重合体組成物中のブロック共重合体
(I)の含有量は10重量%以上であり、好ましくは4
0重量%以上であり、より好ましくは60重量%以上で
あり、さらに好ましくは80重量%以上である。その含
有量が小さすぎると、重合体組成物を補強性ゴム材料と
して用いた場合には補強効果が、また、樹脂改質剤とし
て用いた場合には樹脂改質効果が不十分となる。
【0093】上記ブロック共重合体(I)はゴム状重合
体セグメント(SI)の末端と結晶性重合体セグメント
(HI)の末端が連結した直鎖状の構造を有している。
ブロック共重合体(I)中でのゴム状重合体セグメント
(SI)と結晶性重合体セグメント(HI)の組成比
(重量%/重量%)は、2/98〜98/2である。ブ
ロック共重合体(I)を含む重合体組成物を補強性ゴム
材料として用いる場合、この(SI)/(HI)比は、
好ましくは、70/30〜98/2、より好ましくは8
0/20〜95/5である。重合体組成物を樹脂改質剤
として用いる場合、(SI)/(HI)比は、好ましく
は2/98〜90/10、より好ましくは10/90〜
80/20である。
【0094】ブロック共重合体(I)中のゴム状重合体
セグメント(SI)において、共役ジエン単量体単位含
量は特に限定されないが、好ましくは50重量%以上、
より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80
重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。最
も好ましいのは、共役ジエン単量体のみから形成される
重合体セグメントである。単量体の種類としては1,3
−ブタジエンまたは2−メチル−1,3−ブタジエンが
最も好ましい。共役ジエン単量体単位含量が小さすぎる
と、ガラス転移温度が低いことに基づく好ましい特性が
損なわれる。
【0095】ブロック共重合体(I)中のゴム状重合体
セグメント(SI)において、その共役ジエン単量体単
位中のシス結合含量は、特に限定されないが、好ましく
は40重量%以上、より好ましくは60重量%以上、さ
らに好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90重
量%以上である。シス結合含量が少な過ぎると引張強度
の低下などの問題が生じ、ゴムとして好ましい特性を失
う。なお、ここでいうシス結合とは1,4−シス結合の
ことである。
【0096】ブロック共重合体(I)中のゴム状重合体
セグメント(SI)において、そのGPC(ゲル・パー
ミエーション・クロマトグラフィ)により測定したポリ
ブタジエン換算の数平均分子量(Mn)は1,000〜
10,000,000であり、好ましくは5,000〜
5,000,000、より好ましくは10,000〜
2,000,000、特に好ましくは20,000〜
1,000,000である。分子量が小さすぎると機械
的強度が低いなど高分子としての物性が不十分になり、
逆に、分子量が大きすぎると成形が困難になるという問
題を生じる。
【0097】ブロック共重合体(I)中のゴム状重合体
セグメント(SI)において、そのGPCにより測定し
たポリブタジエン換算の重量平均分子量(Mw)と数平
均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、特に限定され
ないが、通常、3.0未満であり、好ましくは2.5未
満、より好ましくは2.0未満、特に好ましくは1.5
未満である。分子量分布が広すぎると、架橋した場合に
耐摩耗性などの架橋物の物性の低下という問題が生じ
る。なお、上記Mw/Mnの値は下記条件のGPC測定
によって得られる値である。溶離液としてテトラヒドロ
フラン(以下、THFという)を、カラムとして東ソー
社製GMHを2本連結したものまたはG−7000とG
−5000とG−4000とを連結したものを、検出器
として示差屈折率検出器(RI)を用いて、40℃にて
測定する。標準ポリブタジエン試料(ポリマーラボラト
リーズ社製)を用いて作成した検量線に基づいて分子量
分布を算出する。
【0098】また、ブロック共重合体(I)中のゴム状
重合体セグメント(SI)は、SIがブタジエン単独重
合体である場合、重量平均分子量(Mw)と、重量平均
分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/M
n)の間に下記式γ: 式γ: log(Mw/Mn)<A×log(Mw)−B が、A=0.162かつB=0.682で成立すること
が好ましく、式γはA=0.161でも成立することが
より好ましく、A=0.160でも成立することがさら
に好ましく、A=0.159でも成立することが特に好
ましい。また、式γは、B=0.684でも成立するこ
とが好ましく、B=0.687でも成立することがより
好ましく、B=0.690でも成立することが特に好ま
しい。
【0099】ブロック共重合体(I)中のゴム状重合体
セグメント(SI)は、実質的に分岐構造をもたないこ
とが好ましい。重合体(I)の分岐構造はGPC−多角
度光散乱(MALLS)測定によって求められる根平均
二乗半径(RMSR、nm)と絶対分子量(MW,g/
mol)の間の関係により評価される(測定はTHFを
溶離液とし40±2℃で行われる)。ここで言う分岐構
造とは、単量体の正常な付加反応以外の素反応(移動反
応など)によって生成する構造のことである。従って、
1,2結合に由来する側鎖ビニル基のことではない。ブ
ロック共重合体(I)中のゴム状重合体セグメント(S
I)は、下記式δを満たすことが好ましい。
【0100】 式δ: log(RMSR)>a×log(MW)−b ここで、係数aは、SIがブタジエン単独重合体である
場合、0.638であり、係数bは2.01である。係
数bは、好ましくは2.00以下、より好ましくは1.
99以下である。この式δを満たす重合体セグメント
(SI)は、リビング重合反応により生成するため、実
質的に分岐構造をもたない。
【0101】ブロック共重合体(I)中のゴム状重合体
セグメント(SI)において、そのガラス転移温度(T
g)は20℃未満であり、好ましくは0℃未満、より好
ましくは−20℃未満、さらに好ましくは−40℃未
満、特に好ましくは−60℃未満、最も好ましくは−8
0℃未満である。ガラス転移温度が20℃以上である
と、ゴムとして好ましい特性を失う。
【0102】ブロック共重合体(I)中の結晶性重合体
セグメント(HI)において、それを構成する単量体の
種類は特に限定されないが、好ましくはオレフィン類、
環状オレフィン類、芳香族ビニル類および共役ジエン類
などの炭化水素単量体であり、その具体例としては、エ
チレン、プロピレン、2−ノルボルネン、スチレン、パ
ラメチルスチレン、1,3−ブタジエン、2,3−ジメ
チル−1,3−ブタジエン,(Z)−1,3−ペンタジ
エン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、4−メチル
−1,3−ペンタジエンが挙げられ、より好ましくは、
エチレン、2−ノルボルネン、スチレン、パラメチルス
チレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン,
(Z)−1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−
ペンタジエンが挙げられる。
【0103】ブロック共重合体(I)中の結晶性重合体
セグメント(HI)において、その数平均分子量(M
n)は1,000〜10,000,000であり、好ま
しくは2,000〜5,000,000、より好ましく
は5,000〜2,000,000、特に好ましくは1
0,000〜1,000,000である。分子量が小さ
すぎると補強効果や樹脂改質効果が不十分になり、逆
に、分子量が大きすぎるとゴム弾性や加工性に問題を生
じる。
【0104】ブロック共重合体(I)中の結晶性重合体
セグメント(HI)において、その結晶融点(Tm)は
100℃以上であり、好ましくは110℃以上、より好
ましくは120℃以上である。結晶融点が低すぎると、
重合体組成物の補強性が乏しくなる。
【0105】上記ブロック共重合体(I)を含有する重
合体組成物中に含有される可能性のある一つの重合体
は、第1段工程(i)で生成したリビング重合体に第2
段工程(ii)において単量体(h)が付加することな
く失活することによって副生した重合体である。その分
子構造は上記ゴム状重合体セグメント(SI)と同一で
ある。その含有量は、重合体組成物重量に基づき、90
重量%未満であり、好ましくは60重量%未満であり、
より好ましくは30重量%未満であり、さらに好ましく
は10重量%未満である。その含有量が90重量%以上
であると、重合体組成物をゴム材料として用いた場合に
は補強効果が、樹脂改質剤として用いた場合には樹脂改
質効果が不十分となる。本発明の製造方法によれば、こ
の重合体の生成量は極めて少ない。
【0106】上記ブロック共重合体(I)を含有する重
合体組成物中に含有される可能性のある、もう一つの重
合体は、第2段工程(ii)においてリビング重合体の
活性末端以外の活性点から単量体(h)が重合すること
によって副生した重合体である。その分子構造は上記結
晶性重合体セグメント(HI)と類似である。その含有
量は、重合体組成物重量に基づき、90重量%未満であ
り、好ましくは60重量%未満であり、より好ましくは
30重量%未満であり、さらに好ましくは10重量%未
満である。その含有量が90重量%以上であると、重合
体組成物をゴム材料として用いた場合にはゴム弾性が、
樹脂改質剤として用いた場合には樹脂改質効果が不十分
となる。本発明の製造方法によれば、この重合体の生成
量も極めて少ない。
【0107】(高シス結合単位含有量ブタジエン系ブロ
ック共重合体(II))上記ブロック共重合体(0)の
うち、シス結合含量が高く分子量分布が狭いブタジエン
重合体セグメント(SII)を有するブロック共重合体
(II)、すなわち、「ブタジエン単量体の単独重合
体、または、ブタジエン単量体およびそれと共重合可能
な単量体との共重合体であって、数平均分子量(Mn)
が1,000〜10,000,000であり、数平均分
子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)との比である分
子量分布(Mw/Mn)が3.0未満であり、全ブタジ
エン単位中のシス−1,4結合したブタジエン単位含量
が50重量%以上であるブタジエン系重合体セグメント
(SII)2〜98重量部、および、数平均分子量(M
n)が1,000〜10,000,000であるブタジ
エン系重合体セグメント(SII)以外の重合体セグメ
ント(HII)98〜2重量部が直鎖状に連結した構造
をもつ高シス結合単位含有量ブタジエン系ブロック共重
合体(II)」は新規であり、また、「該ブロック共重
合体(II)が10重量%以上であり、残りが上記(S
II)の構造を有する重合体、および、上記(HII)
の構造を有する重合体からなる重合体組成物」も新規で
ある。
【0108】この新規な重合体組成物中のブロック共重
合体(II)の含有量は10重量%以上であり、好まし
くは40重量%以上であり、より好ましくは60重量%
以上であり、さらに好ましくは80重量%以上である。
【0109】上記シス結合単位高含量ブタジエン系ブロ
ック共重合体(II)は高シス結合単位含有量ブタジエ
ン重合体セグメント(SII)の末端と重合体セグメン
ト(HII)の末端が連結した直鎖状の構造を有してい
る。ブロック共重合体(II)中での高シス結合単位含
有量ブタジエン重合体セグメント(SII)と重合体セ
グメント(HII)の組成比(重量%/重量%)は、2
/98〜98/2である。
【0110】ブロック共重合体(II)中の高シス結合
単位含有量ブタジエン重合体セグメント(SII)にお
いて、ブタジエン単量体単位含量は特に限定されない
が、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重
量%以上、さらに好ましくは80重量%以上、特に好ま
しくは90重量%以上である。最も好ましいのは、ブタ
ジエン単量体単位のみからなるセグメントである。ブタ
ジエン単量体単位含量が少なすぎると、ガラス転移温度
が低いことに基づく好ましい特性が損なわれる。
【0111】ブロック共重合体(II)中の高シス結合
単位含有量ブタジエン重合体セグメント(SII)にお
いて、そのブタジエン単量体単位中のシス結合単位含量
は50重量%以上であり、好ましくは70重量%以上、
より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90
重量%以上である。シス結合単位含量が少な過ぎると引
張強度の低下などの問題が生じ、ゴムとして好ましい特
性を失う。
【0112】ブロック共重合体(II)中の高シス結合
単位含有量ブタジエン重合体セグメント(SII)にお
いて、そのGPCにより測定したポリブタジエン換算の
数平均分子量(Mn)は1,000〜10,000,0
00であり、好ましくは5,000〜5,000,00
0、より好ましくは10,000〜2,000,00
0、特に好ましくは20,000〜1,000,000
である。分子量が小さすぎると機械的強度が低いなど高
分子としての物性が不十分になり、逆に、分子量が大き
すぎると成形が困難になるという問題を生じる。
【0113】ブロック共重合体(II)中の高シス結合
単位含有ブタジエン重合体セグメント(SII)におい
て、そのGPCにより測定したポリブタジエン換算の重
量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比であ
る分子量分布(Mw/Mn)は3.0未満であり、好ま
しくは2.5未満、より好ましくは2.0未満、特に好
ましくは1.5未満である。分子量分布が広すぎると、
架橋した場合に耐摩耗性などの架橋物の物性の低下とい
う問題が生じる。
【0114】ブロック共重合体(II)中のブタジエン
重合体セグメント(SII)は、重量平均分子量(M
w)と、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(M
n)の比(Mw/Mn)の間に下記式γ: 式γ: log(Mw/Mn)<A×log(Mw)−B が、A=0.162かつB=0.682で成立すること
が好ましく、式γはA=0.161でも成立することが
より好ましく、A=0.160でも成立することがさら
に好ましく、A=0.159でも成立することが特に好
ましい。また、式γは、B=0.684でも成立するこ
とが好ましく、B=0.687でも成立することがより
好ましく、B=0.690でも成立することが特に好ま
しい。
【0115】ブロック共重合体(II)中の高シス結合
単位含有量ブタジエン重合体セグメント(SII)は分
岐構造をもたないことが望ましい。すなわち、その分岐
構造は、式δを満たすことが好ましい。 式δ: log(RMSR)>a×log(MW)−b ここで、RMSRは前述のように求められる根平均二乗
半径(nm)であり、MWは絶対分子量(g/mol)
であり、係数aは0.638であり、係数bは2.01
である。係数bは、好ましくは2.00以下、より好ま
しくは1.99以下である。この重合体セグメントはリ
ビング重合反応により生成するため、実質的に分岐構造
を持たない。
【0116】ブロック共重合体(II)中のブタジエン
系重合体セグメント(SII)において、そのガラス転
移温度(Tg)は特に限定されないが、通常、20℃未
満であり、好ましくは0℃未満、より好ましくは−20
℃未満、さらに好ましくは−40℃未満、特に好ましく
は−60℃未満、最も好ましくは−80℃未満である。
ガラス転移温度が20℃以上であると、ゴムとして好ま
しい特性を失う。
【0117】上記重合体組成物中の主成分であるブロッ
ク共重合体(II)中の重合体セグメント(HII)に
おいて、それを構成する単量体の種類は特に限定されな
いが、前述の結晶性重合体を与えうる単量体および非晶
性重合体を与えうる単量体の中から選ばれる。好ましく
はエチレン、プロピレン、2−ノルボルネン、スチレ
ン、パラメチルスチレン、1,3−ブタジエン、2−メ
チル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3
−ブタジエン,(Z)−1,3−ペンタジエン、2−メ
チル−1,3−ペンタジエン、4−メチル−1,3−ペ
ンタジエンから選ばれ、より好ましくは、エチレン、2
−ノルボルネン、スチレン、パラメチルスチレン、2−
メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,
3−ブタジエン,(Z)−1,3−ペンタジエン、2−
メチル−1,3−ペンタジエンから選ばれる。
【0118】ブロック共重合体(II)中の重合体セグ
メント(HII)において、その数平均分子量(Mn)
は1,000〜10,000,000であり、好ましく
は2,000〜5,000,000、より好ましくは
5,000〜2,000,000、特に好ましくは1
0,000〜1,000,000である。分子量が小さ
すぎると本セグメントの物性が発揮されず、逆に、分子
量が大きすぎるとゴム弾性や加工性に問題を生じる。
【0119】ブロック共重合体(II)中の重合体セグ
メント(HII)において、それが結晶性重合体セグメ
ントである場合には、その結晶融点(Tm)は、特に限
定されないが、重合体組成物を補強性ゴムや樹脂改質剤
に用いる場合には、好ましくは80℃以上であり、より
好ましくは100℃以上であり、さらに好ましくは12
0℃以上である。結晶融点が80℃未満であると、重合
体組成物の補強性が乏しくなる。
【0120】上記ブロック共重合体(II)を含有する
重合体組成物中に含有される可能性のある一つの重合体
は、第1段工程(i)で生成したリビングブタジエン系
重合体に第2段工程(ii)において単量体(h)が付
加せずに失活することによって副生したブタジエン系重
合体である。その分子構造は上記ブタジエン系重合体セ
グメント(SII)と同一である。その含有量は90重
量部未満であり、好ましくは60重量部未満であり、よ
り好ましくは30重量部未満であり、さらに好ましくは
10重量部未満である。その含有量が90重量部以上で
あると、重合体組成物をゴム材料として用いた場合には
補強効果が、樹脂改質剤として用いた場合には樹脂改質
効果が不十分となる。本発明の製造方法によれば、この
重合体の生成量は極めて少ない。
【0121】上記ブロック共重合体(II)を含有する
重合体組成物中に含有される可能性のある、もう一つの
重合体は、第2段工程(ii)においてリビングブタジ
エン系重合体の活性末端以外の活性点から単量体(h)
が重合することによって副生した重合体である。その分
子構造は上記重合体セグメント(HII)と類似であ
る。その含有量は90重量部未満であり、好ましくは6
0重量部未満であり、より好ましくは30重量部未満で
あり、さらに好ましくは10重量部未満である。その含
有量が90重量部以上であると、重合体組成物をゴム材
料として用いた場合にはゴム弾性が、樹脂改質剤として
用いた場合には樹脂改質効果が不十分となる。本発明の
製造方法によれば、この重合体の生成量は極めて少な
い。
【0122】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説
明する。 (遷移金属化合物製造例1) (2−メトキシカルボニルメチル)シクロペンタジエニ
ルトリクロロチタン[CH3O(CO)CH2CpTiC
3、以下「TiES」と略す]の合成 トリメチルシリルシクロペンタジエニルナトリウム32
g(200mmol)の400mlテトラヒドロフラン
溶液にアルゴン雰囲気下−78℃でメチルブロモアセテ
ート30.6g(200mmol)の100mlテトラ
ヒドロフラン溶液をゆっくりと滴下した。滴下終了後、
さらに−78℃で一晩撹拌を続けた。その後、減圧下で
テトラヒドロフランを溜去し、生成した固体をろ別した
後真空蒸留(65−66℃/3mmHg)により約30
g(収率70%)の(2−メトキシカルボニルメチル)
トリメチルシリルシクロペンタジエン[TMSCpCH
2COOCH3]を得た。生成物の構造は1H−NMRか
ら確認した。
【0123】1H−NMR(ppm,TMS,CDC
3)6.55−6.20(m,シクロペンタジエン環
中の二重結合を構成する炭素に結合した水素),3.5
−3.35(m,シクロペンタジエン環中の単結合を構
成する炭素に結合した水素),3.15−2.98
(m,シクロペンタジエン環中の単結合を構成する炭素
に結合した水素),3.69(s,2H),3.67
(s,3H),−0.22(s,9H)
【0124】(2−メトキシカルボニルメチル)トリメ
チルシリルシクロペンタジエン4.2g(20mmo
l)の100ml乾燥塩化メチレン溶液にアルゴン雰囲
気下0℃で四塩化チタン3.8g(20mmol)を加
え、室温で3時間撹拌を続けた。反応溶液を−30℃に
冷却してオレンジ色結晶4.0g(収率70%)を析出
させた。生成物が(2−メトキシカルボニルメチル)シ
クロペンタジエニルトリクロロチタンであることを1
−NMRで確認した。1 H−NMR(ppm,TMS,CDCl3)7.05
(s,4H),3.92(s,2H),3.76(s,
3H)
【0125】(実施例1) (シスポリブタジエン)−b−(シンジオタクチックポ
リスチレン)の合成 メチルアルミノキサン(東ソー・アクゾ社製PMAO−
S)69.2mmolのトルエン溶液にTiES0.0
692mmolのトルエン溶液を滴下し25℃にて5分
間エージングした。内容積150mlの密封型耐圧ガラ
スアンプルに、窒素雰囲気下で、トルエン30.0gと
ブタジエン3.46gを仕込み、−25℃に冷却した。
このアンプルに上記のエージングした触媒を添加して、
−25℃にて30分間撹拌して重合させた。分析用に重
合溶液10.1gをサンプリングした後、この重合溶液
にスチレン9.0gを添加し40℃に昇温して24時間
撹拌して重合させた。少量のメタノールを添加して重合
反応を停止し、重合溶液を老化防止剤を含む大量の塩酸
酸性メタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。重合体
を大量の塩酸酸性メタノールでさらに二回洗浄し、乾
燥、秤量して、重合体収率を求めた。この共重合体組成
物をテトラヒドロフランに室温にて溶解し、可溶部(S
OLと表記)と不溶部(INSOLと表記)に分別、乾
燥し、それぞれの重量分率を求めた。
【0126】GPC分析には、溶離液としてTHFを、
カラムとして東ソー社製GMHを2本連結したものを、
検出器として紫外吸収検出器(UV,検出波長:254
nm)および示差屈折率検出器(RI)を用いた。
【0127】NMR分析には日本電子製EX400FT
−NMR装置を用い、試料のトリクロロベンゼン溶液に
ついて120℃にて測定した。重合体中のブタジエン単
位のミクロ構造は、1H−NMR分析により1,4−結
合単位(5.4−5.6ppm)と1,2−結合単位
(5.0−5.1ppm)の比を求め、13C−NMR分
析からシス結合とトランス結合(33.66ppm)の
比を求めることによって決定した。重合体中のスチレン
単位の存在は1H−NMRスペクトルにおけるメチレン
シグナル(1.3ppm)およびメチンシグナル(1.
8ppm)の存在により確認した。重合体中のスチレン
単位の立体規則性は13C−NMRスペクトルにおけるC
1炭素シグナルおよびメチレン炭素シグナルにより確認
した。
【0128】示差走査熱量分析(DSC)にはパーキン
エルマー社製DSC−7を用い、昇温速度1分当たり2
0℃にて測定して結晶融点を求めた。重合および分析の
結果を表1に示す。
【0129】
【表1】
【0130】第1段目のブタジエンのリビング重合にお
ける収率は100%である。得られたブタジエン重合体
のシス含量は95%と高く、分子量分布は1.36で狭
い。
【0131】第2段目のブロック共重合により得られた
重合体の収量から、スチレン重合体セグメントが全重合
体中に25.5重量%含まれることが分かる。重合体の
GPC溶出曲線には第1段目で得られた重合体のピーク
は観測されないので、ブタジエン単独重合体は副生して
いないか、副生していても微量であると言える。
【0132】SOL分率が70重量%であること、その
GPC溶出曲線において強いUV吸収が現れること、1
H−NMRスペクトルにスチレン単位由来のシグナルが
現れること、13C−NMRスペクトルに現れるスチレン
重合体セグメント由来のシグナルがシンジオタクチック
連鎖由来のシグナル(44.9ppm,145.5pp
m)のみであること、および、DSCカーブに高い結晶
融点が現れることから、全重合体中の少なくとも70重
量%は、高シス結合単位含有量ブタジエン重合体セグメ
ントと結晶性のシンジオタクチックスチレン重合体セグ
メントが直鎖状に連結したブロック共重合体であると言
える。
【0133】なお、ブロック共重合体のGPC溶出曲線
はブタジエン重合体のそれより低分子側にシフトし、し
かも大きくテーリングした形状を示した。これは、TH
F不溶性のシンジオタクチックスチレン重合体セグメン
トがTHF可溶性の高シス結合単位含有量ブタジエン重
合体セグメントに連結したために生じた現象であると解
釈している。
【0134】INSOL分の1H−NMRスペクトルに
は21重量%相当のブタジエン単位由来のシグナルが現
れる。したがって、この重合体の主成分は高シス結合単
位含有量ブタジエン重合体セグメントと高分子量のシン
ジオタクチックスチレン重合体セグメントからなるブロ
ック共重合体である。シンジオタクチックスチレン単独
重合体は、仮に副生していたとしても、25.5重合%
未満であることは明らかである。
【0135】(実施例2) (シスポリブタジエン)−b−(ポリエチレン)の合成 撹拌機を装着した内容積300mlの耐圧ガラスフラス
コに、アルゴン雰囲気下で、トルエン86.6gとメチ
ルアルミノキサン(東ソー・アクゾ社製PMAO−S)
69mmolのトルエン溶液を仕込み、25℃の恒温と
した。ここにTiES0.069mmolのトルエン溶
液を添加し25℃にて5分間エージングした後、急冷し
て−25℃の恒温とした。ブタジエン2.94gを仕込
んで−25℃で撹拌して第1段目のリビング重合を23
分間行った。分析用に重合溶液9.2gをサンプリング
した。重合系を脱気した後、5kgf/cm2の一定圧
力でエチレンガスを供給し40℃に昇温して2時間撹拌
して重合させた。少量のメタノールを添加して重合反応
を停止し、重合溶液を老化防止剤を含む大量の塩酸酸性
メタノールに注ぎ込み重合体を析出させた。重合体を大
量の塩酸酸性メタノールでさらに二回洗浄し、乾燥、秤
量して、重合体収率を求めた。この共重合体組成物をテ
トラヒドロフランに室温にて溶解し、可溶部(SOLと
表記)と不溶部(INSOLと表記)に分別、乾燥し、
夫々の重量分率を求めた。
【0136】重合体の分析は実施例1と同様な方法で行
った。重合体中のエチレン単位含量は1H−NMRスペ
クトルにおけるメチレンシグナル(1.2ppm)の強
度から算出した。重合および分析の結果を表2に示す。
【0137】
【表2】
【0138】第1段目のブタジエンのリビング重合にお
ける収率は100%である。得られたブタジエン重合体
のシス含量は95%と高く、分子量分布は1.22で狭
い。
【0139】第2段目のブロック共重合により得られた
重合体の収量から、エチレン重合体セグメントが全重合
体中に27重量%含まれることが分かる。重合体のGP
C溶出曲線には第1段目で得られた重合体のピークは観
測されないので、ブタジエン単独重合体は副生していな
いか、副生していても微量であると言える。
【0140】SOL分率が44重量%であること、その
1H−NMRスペクトルから求めたエチレン含量が4.
4重量%であること、および、DSCカーブに高い結晶
融点が現れることから、全重合体中の少なくとも44重
量%は、高シス結合単位含有量ブタジエン重合体セグメ
ントと結晶性のエチレン重合体セグメントが直鎖状に連
結したブロック共重合体であると言える。
【0141】なお、共重合体のGPC溶出曲線はブタジ
エン重合体のそれより大きくテーリングした形状を示し
た。これは、THF不溶性のエチレン重合体セグメント
がTHF可溶性の高シス結合単位含有量ブタジエン重合
体セグメントに連結したために生じた現象であると解釈
している。
【0142】INSOL分の1H−NMRスペクトルに
は60.7重合%相当のブタジエン単位由来のシグナル
が現れる。したがって、この成分の主成分は高シス結合
単位含有量ブタジエン重合体セグメントと高分子量のエ
チレン重合体セグメントからなるブロック共重合体であ
る。エチレン単独重合体は、仮に副生していたとして
も、27重量%未満であることは明らかである。
【0143】(参考例1、2、3)表3(参考例1)に
示す条件にて高分子量のブタジエン重合体試料を作製し
た。得られた試料と共に、市販のNd触媒ブタジエン重
合体(エニケム社製、ネオシス60、参考例2)および
Co触媒ブタジエン重合体(日本ゼオン社製、Nipo
l BR1220、参考例3)について分岐構造を知る
目的で下記のGPC−MALLS測定を行った。
【0144】カラムとして東ソー社製G−7000とG
−5000を連結したものを、溶離液としてテトラヒド
ロフラン(THF)を、多角度光散乱検出器としてワイ
アットテクノロジー社製DAWN−Fを用い、40±2
℃にて測定し、根平均二乗半径(RMSR、nm)と絶
対分子量(MW,g/mol)の関係式γを測定値が有
意な分子量領域において求めた。参考例1の重合体にお
いて、式γの係数はa=0.655,b=2.08であ
った。ここで、RMSR(100)およびRMSR(5
0)は分子量100万および50万に対応するRMSR
の値である。従ってTiESにより得られるブタジエン
重合体は実質的に分岐を含まないと言える。したがっ
て、実施例1、2のブタジエン重合体セグメント部分も
実質的に分岐構造を含まないことが容易に類推できる。
重合および分析の結果を表3に示す。
【0145】
【表3】
【0146】(遷移金属化合物製造例2) トリメチルシリルシクロペンタジエニルトリクロロチタ
ン[Me3SiCpTiCl3]の合成 ビス(トリメチルシリル)シクロペンタジエンはJ.
C. S. Dalton,1980年、1156頁の
記載に基づいて合成し、減圧蒸留により精製した。ビス
(トリメチルシリル)シクロペンタジエン2.1g(1
0mmol)の100ml乾燥n−ヘキサン溶液に、ア
ルゴン雰囲気下、−78℃で四塩化チタン1.1ml
(10mmol)を滴下し4時間撹拌した。溶媒を留去
後、昇華により黄色結晶2.1g(収率70%)を得
た。生成物がMe3SiCpTiCl3であることを1
−NMRから確認した。1 H−NMR(ppm,TMS,CDCl3):6.85
(t,2H),6.66(t,2H),0.10(s,
9H)
【0147】(実施例3) (高シスポリブタジエン)−b−(ブタジエン/イソプ
レン共重合体)の合成 撹拌機を装着した内容積300mlの耐圧ガラスフラス
コに、アルゴン雰囲気下で、トルエン69.3gとメチ
ルアルミノキサン50mmol(東ソー・アクゾ社製P
MAO−S)のトルエン溶液(東ソー・アクゾ社製)を
仕込み、25℃の恒温とした。ここにMe3SiCpT
iCl30.05mmolのトルエン溶液を添加し25
℃にて5分間エージングした後、急冷して−25℃の恒
温とした。ブタジエン1.6gを仕込んで−25℃で撹
拌して第一段目のリビング重合を行った。60分後に重
合溶液をサンプリングした後、イソプレン7.5gを添
加し、−25℃で120分間ブロック共重合を行った。
メタノールを添加して重合反応を停止した後、この重合
溶液、および、上記サンプリング溶液について、酸性メ
タノールへの投入による重合体の析出、トルエンへの溶
解、遠心分離による灰分除去、酸性メタノールへの投入
による重合体の析出、乾燥を行って共重合体を得た。
【0148】共重合体中の単量体組成は1H−NMRス
ペクトルに現れるオレフィンプロトンのシグナル強度に
より求めた(1,4−ブタジエン単位:5.4ppm、
1,2−ブタジエン単位:5.0ppm、1,4−イソ
プレン単位:5.15ppm、3,4−イソプレン単
位:4.65−4.85ppm)。GPC分析は、標準
ポリスチレン試料(東ソー社製)を用いて作成した検量
線を用いた以外は実施例1と同様に行った。結果を表4
に示す。
【0149】
【表4】
【0150】第1段目のブタジエンのリビング重合にお
ける収率は17%である。得られたブタジエン重合体の
シス含量は92%と高く、分子量分布は1.22で狭
い。
【0151】第2段目のブロック共重合により得られた
重合体のGPC溶出曲線には,第1段目で得られた重合
体のピークは現れず、高分子量側にシフトした単峰性の
ピークのみが現れる。従って、ブタジエン単独重合体が
ほとんど副生していないこと、および、この重合体がブ
タジエンとイソプレンの共重合体セグメントを有するこ
とは明らかである。
【0152】以上より、本実施例において、シス含量が
高く分子量分布が狭いブタジエン重合体セグメントと、
ブタジエンおよびイソプレンのランダム共重合体セグメ
ントとから成るブロック共重合体が得られていることが
分かる。
【0153】(遷移金属化合物製造例3) t−ブチルシクロペンタジエニルトリクロロチタン[t
−BuCpTiCl3]の合成 シクロペンタジエニルナトリウム35.2g(400m
mol)の400mlTHF溶液にアルゴン雰囲気下、
0℃で、t−ブチルブロマイド50g(365mmo
l)の100mlTHF溶液をゆっくりと滴下し、さら
に室温で一時間攪拌を続けた。少量のメタノールで反応
を止め、THFを減圧下で溜去し、生成物を水洗して得
た有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去し
た。真空蒸留(31℃/10mmHg)により15g
(収率34%)のt−ブチルシクロペンタジエンを得
た。生成物の構造は、1H−NMRから確認した。
【0154】1H−NMR(ppm,TMS,CDC
3)6.0−6.7(m,シクロペンタジエン環中の
二重結合を構成する炭素に結合した水素、3H),2.
97(m,シクロペンタジエン環中の単結合を構成する
炭素に結合した水素,2H),1.21(s,9H)
【0155】t−ブチルシクロペンタジエン13.65
g(112mmol)をn−ヘキサン100mlとTH
F100mlの混合溶媒に溶解し、アルゴン雰囲気下、
−78℃でn−BuLi(123mmol)のn−ヘキ
サン溶液をゆっくりと滴下し、さらに室温で一時間攪拌
した。続いて、−78℃に冷却し、トリメチルシリルク
ロライド13.36g(123mmol)のTHF溶液
を滴下した後、室温で1時間攪拌した。少量のメタノー
ルで反応を止め、溶媒を減圧下で溜去し、生成物を水洗
して得た有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留
去した。真空蒸留(51℃/5mmHg)により17g
(収率78%)の(t−ブチル)(トリメチルシリル)
シクロペンタジエン[(t−Bu)CpTMS]を得
た。生成物の構造は1H−NMRから確認した。
【0156】1H−NMR(ppm,TMS,CDC
3)6.60、6.40、6.00(s,シクロペン
タジエン環中の二重結合を構成する炭素に結合した水
素、3H),3.23(s,シクロペンタジエン環中の
単結合を構成する炭素に結合した水素、1H),1.1
7(s,9H),−0.2(s,9H)
【0157】(t−ブチル)(トリメチルシリル)シク
ロペンタジエン7.7g(39.7mmol)の50m
l乾燥n−ヘキサン溶液に、アルゴン雰囲気下、−78
℃で四塩化チタン7.1g(37.4mmol)を加
え、この温度で一時間攪拌した後、室温で1時間攪拌を
続けた。反応の進行により析出した結晶を加熱により溶
解し、溶液を−25℃に一晩保ち、再結晶した。オレン
ジ色結晶を濾過後乾燥して(t−ブチル)シクロペンタ
ジエニルトリクロロチタン[t−BuCpTiCl 3
を6.2g(収率60%)得た。生成物の構造を1H−
NMRで確認した。1 H−NMR(ppm,TMS,CDCl3)7.02
(t,2H),6.86(t,2H),1.38(s,
9H)
【0158】(実施例4) (シスポリブタジエン)−b−(シスポリイソプレン)
の合成 メチルアルミノキサン(東ソー・アクゾ社製、PMAO
−S)30.0mmolのトルエン溶液に、t−BuC
pTiCl30.03mmolのトルエン溶液を滴下
し、25℃にて5分間エージングした。内容積150m
lの密封型耐圧ガラスアンプルに、窒素雰囲気下で、ト
ルエン63.9gとブタジエン0.90gを仕込み、−
15℃に冷却した。このアンプルに上記のエージングし
た触媒を添加して−15℃にて2時間重合させ、分析用
に重合溶液18.2gをサンプリングした後、−50℃
に急冷して恒温とした。この重合溶液にイソプレン3.
97gを添加して、重合させ、1時間後に重合溶液2
0.3gをサンプリングし、2時間10分後に少量のメ
タノールを添加して重合反応を停止した。この重合溶
液、および、上記サンプリング溶液について、酸性メタ
ノールへの投入による重合体の析出、トルエンへの溶
解、遠心分離による灰分除去、酸性メタノールへの投入
による重合体の析出、乾燥を行って共重合体を得た。
【0159】GPC分析には、溶離液としてTHFを、
カラムとして東ソー社製G7000、G5000、G4
000を3本連結したものを、検出器として示差屈折率
検出器(RI)を用いた。
【0160】NMR分析には日本電子製LA600NM
R装置を用い、試料の重クロロホルム溶液について室温
にて測定した。重合体中のブタジエン部のミクロ構造
は、1H−NMR分析により1,4−結合(5.4−
5.6ppm)と1,2−結合(5.0−5.1pp
m)の比を求め、13C−NMR分析からシスとトランス
(32.66ppm)の比を求めることによって決定し
た。重合体中のイソプレン部のミクロ構造は、13C−N
MRスペクトル中のメチル炭素シグナル(シス:23.
3ppm,トランス:15.9ppm,3,4:18.
6ppm,1,2:13.1ppm)の強度比から決定
した。重合および分析の結果を表5に示す。
【0161】
【表5】
【0162】第一段目のブタジエンのリビング重合にお
ける収率は100%である。得られたブタジエン重合体
のシス含量は93%と高く、分子量分布は1.11であ
った。
【0163】第2段目のブロック共重合により得られた
重合体のGPC溶出曲線には,第1段目で得られた重合
体のピークが少量(面積比17%および9%)現れる
が、主ピークはより高分子量側にシフトして現れ、その
分子量分布は1.08−1.09で狭い。1H−NMR
スペクトルから算出したイソプレン含量は61重量%お
よび75重量%である。
【0164】以上より、本実施例において、シス含量が
高く分子量分布が狭いブタジエン重合体セグメントとシ
ス含量が高く分子量分布が狭いイソプレンの重合体セグ
メントとから成るブロック共重合体が得られていること
が分かる。
【0165】
【発明の効果】本発明に従って、第1段工程(i)にお
いて特定のメタロセン触媒を用いて共役ジエン単量体を
リビング重合させ、さらに第2段工程(ii)において
異種単量体をブロック共重合することにより共役ジエン
系ブロック共重合体が効率的に製造できる。
【0166】第1段工程(i)において共役ジエン単量
体としてブタジエンを用いることによってシス結合含量
が高いブタジエン系重合体セグメントを有する新規のブ
ロック共重合体(II)が得られ、また、第2段工程
(ii)において異種単量体として結晶性重合体を与え
うる単量体を用いることによって結晶性重合体セグメン
トを有する新規の共役ジエン系ブロック共重合体(I)
が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 道彦 茨城県つくば市東1−1 工業技術院 物 質工学技術研究所内 (72)発明者 鈴木 靖三 茨城県つくば市東1−1 工業技術院 物 質工学技術研究所内 (72)発明者 宮沢 哲 茨城県つくば市東1−1 工業技術院 物 質工学技術研究所内 (72)発明者 土原 健治 茨城県つくば市東1−1 工業技術院 物 質工学技術研究所内 (72)発明者 村田 昌英 東京都文京区水道二丁目3番15−504号 (72)発明者 尾崎 裕之 茨城県つくば市小野川四丁目6−202号 (72)発明者 川辺 正直 茨城県つくば市竹園二丁目6番2−203号 (72)発明者 福井 祥文 茨城県つくば市二の宮四丁目6番3−507 号 (72)発明者 ジン ジジュ 石川県金沢市小立野二丁目2番7号 (72)発明者 萩原 英昭 茨城県つくば市天久保二丁目6番14−203 号 (72)発明者 加瀬 俊男 茨城県つくば市松代五丁目2番2号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)シクロペンタジエニル骨格を有す
    る周期律表第IV族遷移金属化合物(A)と、有機アル
    ミニウムオキシ化合物(a)、該遷移金属化合物(A)
    と反応してカチオン性遷移金属化合物を生成できるイオ
    ン性化合物(b)、該遷移金属化合物(A)と反応して
    カチオン性遷移金属化合物を生成できるルイス酸化合物
    (c)、および周期律表第I〜III族主元素金属の有
    機金属化合物(d)から選択される少なくとも一種の助
    触媒(B)を下記式αおよび下記式βを満たす条件で接
    触させてなる触媒の存在下に、共役ジエン単量体、また
    は、共役ジエン単量体およびそれと共重合可能な単量体
    を重合させ;次いで、 (ii)上記工程(i)において得られたリビング共役
    ジエン系重合体の存在下に共重合可能な単量体を重合す
    ることを特徴とする、共役ジエン系ブロック共重合体の
    製造方法。 式α: −100<T<80 式β: 0.017<t<6000exp(−0.0921T) ここで、tは接触時間(分)、Tは接触温度(℃)であ
    る。
  2. 【請求項2】 共役ジエン単量体の単独重合体、また
    は、共役ジエン単量体およびそれと共重合可能な単量体
    との共重合体であって、数平均分子量(Mn)が1,0
    00〜10,000,000であり、ガラス転移温度
    (Tg)が20℃以下であるゴム状重合体セグメント
    (SI)2〜98重量部、および、数平均分子量(M
    n)が1,000〜10,000,000であり、結晶
    融点(Tm)が100℃以上である結晶性重合体セグメ
    ント(HI)98〜2重量部が直列に連結した構造をも
    つ共役ジエン系ブロック共重合体(I)。
  3. 【請求項3】 ブタジエン単量体の単独重合体、また
    は、ブタジエン単量体およびそれと共重合可能な単量体
    との共重合体であって、数平均分子量(Mn)が1,0
    00〜10,000,000であり、数平均分子量(M
    n)と重量平均分子量(Mw)との比(Mw/Mn)が
    3.0未満であり、全ブタジエン単位中のシス−1,4
    結合したブタジエン単位が50重量%以上であるブタジ
    エン系重合体セグメント(SII)2〜98重量部、お
    よび、数平均分子量(Mn)が1,000〜10,00
    0,000である、ブタジエン系重合体セグメント(S
    II)以外の重合体セグメント(HII)98〜2重量
    部が直列に連結した構造をもつブタジエン系ブロック共
    重合体(II)。
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