JP2001329023A - 共重合体及びその製造方法 - Google Patents
共重合体及びその製造方法Info
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Abstract
との共重合方法において、極性基含有量が高いポリオレ
フィン系共重合体、特に交互共重合体及びその製造方法
を提供。 【解決手段】 α−オレフィンと極性基含有ビニルモノ
マーとの共重合体であって、極性基含有量が10モル%
以上である共重合体及び少なくとも一つのフルオレニル
基配位子を有する架橋メタロセン化合物とアルモキサン
又はホウ素化合物からなる触媒の存在下にα−オレフィ
ンと極性基含有ビニルモノマーを重合させる該共重合体
の製造方法。
Description
モノマー含有量の高い新規なα−オレフィンと極性基含
有ビニルモノマーとの共重合体及びその製造方法に関
し、特に、メタロセン系触媒により得られる共重合体及
びその製造方法に関する。
ンに極性基を含有させることにより、ポリオレフィン樹
脂に接着性、染色性、印刷性、他の樹脂との相溶性を増
す機能等を付与して高機能化する技術が数多く検討され
てきている。高機能化ポリオレフィンの製造方法の一つ
として、α−オレフィンと極性基含有ビニルモノマーと
を共重合させる方法が極性基含有共重合体、特に極性基
含有量が高い交互共重合体を得るためには優れた方法と
考えられるが、未だ十分な収率で交互共重合体は得られ
ていない。従来のチーグラー・ナッタ触媒を用いると、
極性基含有ビニルモノマーの極性基が、オレフィン重合
触媒の活性点に配位し、重合活性が損なわれ、十分な活
性が得られず用いることはできなかった。
ーとの共重合法として、メタロセン系触媒を用いる方法
が最近検討されてきている。例えば、エチレン、プロピ
レン等のα−オレフィンと含酸素ビニルモノマーである
10−ウンデセン−1−オール、9−デセン−1−オー
ル、10−ウンデセン酸等との直接共重合がメタロセン
触媒であるビス(置換シクロペンタジエニル)ジルコニ
ウムジクロリド、エチレンビス(インデニル)ジルコニ
ウムジクロリドとメチルアルモキサン触媒により行われ
ている(Aaltonen,et al.,Eur.P
olym.J.,Vol.33,No.8.p1187
−1190,1997、Hakala,et al.,
Eur.Polym.J.,Vol.34,No.8.
p1093−1097,1998、George J.
Jiang,et al.,Polym.Prepr.
(ACS,Div.Polym.Chem.)Vol.
39,p318,1998等参照)。しかしながら、こ
れらの方法で得られた共重合体中の水酸基の含有量は1
0モル%以下で、十分な極性基含量を有するポリオレフ
ィン系共重合体は得られておらず、交互共重合体も得ら
れていなかった。
オレフィンと極性基含有ビニルモノマーとの共重合体で
あって、極性基含有量が高いポリオレフィン系共重合
体、特に交互共重合体の提供、及びメタロセン系触媒を
用いたα−オレフィンと極性基含有ビニルモノマーとの
共重合方法において、極性基含有量が高いポリオレフィ
ン系共重合体、特に交互共重合体の製造方法を提供する
ことにある。
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、メタロセン化
合物として高立体配位子であるフルオレニル基を有する
架橋メタロセン化合物を用いることにより、高極性基含
量のポリオレフィン系共重合体が得られることを見出
し、本発明を完成した。すなわち、本発明は、α−オレ
フィンと極性基含有ビニルモノマーとの共重合体であっ
て、極性基含有量が10モル%以上である共重合体であ
る。
含有ビニルモノマーの交互率が70%以上である前記の
共重合体である。
レニル基配位子を有する架橋メタロセン化合物とアルモ
キサン又はホウ素化合物からなる触媒の存在下にα−オ
レフィンと極性基含有ビニルモノマーを共重合させる前
記の共重合体の製造方法である。
れる架橋メタロセン化合物を用いる前記の共重合体の製
造方法である。
1〜3のアルキル基を表し、kは1〜5、lは1或いは
2、m及びnは1〜5であり、それぞれ同じであっても
異なってもよく、MはIV族金属を表し、Xはハロゲン
原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。)
ーの極性基を予めルイス酸化合物と錯化若しくは反応さ
せて極性基を保護してα−オレフィンと共重合させ、共
重合後脱保護する前記の共重合体の製造方法である。
が挙げられる。(1)α−オレフィンがエチレン又はプ
ロピレンである前記共重合体。 (2)極性基含有ビニルモノマーがハロゲン、水酸基、
アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ホルミル基、エ
ステル基、エポキシ基、ニトリル基の群から選ばれる少
なくとも一種以上の基を含有するビニルモノマーである
前記共重合体。 (3)極性基含有ビニルモノマーが水酸基含有ビニルモ
ノマーである前記共重合体。 (4)一般式(1)において、MがZr、Ti又はHf
である架橋メタロセン化合物である前記共重合体の製造
方法。 (5)一般式(1)において、MがZrである架橋ジル
コノセン化合物である前記共重合体の製造方法。 (6)一般式(1)で表される化合物がエチレン(イン
デニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリドであ
る前記共重合体の製造方法。 (7)ルイス酸化合物がアルミニウム化合物、マグネシ
ウム化合物、リチウム化合物又はシラン化合物である前
記共重合体の製造方法。 (8)ルイス酸化合物がアルキルアルミニウム化合物で
ある前記共重合体の製造方法。
体の製造方法について詳細に説明する。 1.共重合体 (1)α−オレフィン 本発明の共重合体に用いるα−オレフィンとしては、炭
素数2〜20のα−オレフィン、具体的には、エチレ
ン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキ
セン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペン
テン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペ
ンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル
−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、4
−エチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、
1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラ
デセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エ
イコサン等の直鎖ないし分岐型のオレフィン類等が挙げ
られる。好ましくはエチレン、プロピレン、1−ブテ
ン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペ
ンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、3
−メチル−1−ブテン等が挙げられ、特に好ましくはエ
チレン、プロピレンであり、これらは単独でも、或い
は、上記モノマーの少なくとも1つ以上と任意の割合で
用いてもよい。
ーは、含ハロゲン、含窒素、含酸素、含硫黄等の極性基
を有するビニルモノマーで、特にハロゲン、水酸基、ア
ミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、ホルミル基、エス
テル基、エポキシ基、ニトリル基等を含有するビニルモ
ノマーである。具体的には、5−ヘキセン−1−オー
ル、2−メチル−3−ブテン−1−オール、10−ウン
デセン−1−オール、12−トリデセン−2−オール、
10−ウンデカノイック酸、メチル−9−デセネート、
t−ブチル−10−ウンデセネート、1,1−ジメチル
−2−プロペン−1−オール、9−デセン−1−オー
ル、3−ブテン酸、3−ブテン−1−オール、N−(3
−ブテン−1−イル)フタルイミド、5−ヘキセン酸、
5−ヘキセン酸メチル、5−ヘキセン−2−オン、アク
リロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル等が挙げられ
る。
重合体は、極性基の含有量が高く、10モル%以上であ
る。また、その中のα−オレフィンと極性基含有ビニル
モノマーとが交互に配列した交互率は、75%以上、特
に80%以上である。本発明の極性基含有量の高いポリ
オレフィン系共重合体、特にα−オレフィンと極性基含
有ビニルモノマーとが交互に配列した交互共重合体は、
ポリオレフィン鎖中に多くの極性基を含有し、ポリオレ
フィンに優れた接着性、印刷性、相溶性等の性能を容易
に付与することができ工業的にも優れたポリマーであ
る。ここで、交互共重合体であるかどうかは、13C−
NMRで分析した。
ノマーとの共重合体であって、極性基含有量が10モル
%であればどのような方法で得られたものであってもよ
いが、次のような架橋メタロセン化合物とアルモキサン
からなる触媒の存在下にα−オレフィンと極性基含有ビ
ニルモノマーとを共重合させるのが好ましい。
(置換又は非置換フルオレニル)(置換5員環配位子)
MX2(式中、Qは架橋結合基を表し、MはIV族金属
を表し、Xはハロゲン又は炭素数1〜3のアルキル基を
表す)で表される、少なくとも一つのフルオレニル基配
位子を有する架橋メタロセン化合物である。Qの架橋結
合基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレ
ン基、シクロヘキシレン基等の(シクロ)アルキレン
基、シリレン基、ジメチルシリレン基、フェニルメチル
シリレン基、ジフェニルシリレン基等のシリレン基等が
挙げられる。Mの第IV族金属としては、Zr、Ti、
Hfが挙げられ、Zrが好ましい。Xのハロゲンとして
は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、アルキル
基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げ
られ、特に塩素が好ましい。又、置換5員環配位子とし
ては、低級アルキル基置換シクロペンタジエニル基、低
級アルキル基置換又は非置換インデニル基、低級アルキ
ル基置換又は非置換フルオレニル基等が挙げられる。架
橋メタロセン化合物の配位子として高立体的なフルオレ
ニル基を有することにより、α−オレフィンと極性基含
有ビニルモノマーの共重合反応における、極性基含有ビ
ニルモノマーの反応性をコントロールすることができ
る。上記メタロセン化合物の中では、特に下記一般式
(1)で表される架橋メタロセン化合物が好ましい。
R3、R4は水素原子又はメチル、エチル、プロピル等
の炭素数1〜3のアルキル基を表し、それぞれ同じであ
っても異なってもよい。kは1〜5、lは1或いは2、
m及びnは1〜5である。MはZr、Ti、Hf等のI
V族金属を表し、特にZrが好ましい。また、Xのハロ
ゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げら
れ、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピ
ル基等が挙げられ、特に塩素が好ましい。
体的な化合物としては、メチレン(インデニル)(フル
オレニル)ジルコニウムジクロリド、エチレン(インデ
ニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメ
チルシリレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニ
ウムジクロリド、ジメチルシリレンビス(フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド、メチレン(インデニル)
(フルオレニル)チタニウムジクロリド、エチレン(イ
ンデニル)(フルオレニル)チタニウムジクロリド、ジ
メチルシリレン(インデニル)(フルオレニル)チタニ
ウムジクロリド、メチレン(インデニル)(フルオレニ
ル)ハフニウムジクロリド、エチレン(インデニル)
(フルオレニル)ハフニウムジクロリド、ジメチルシリ
レン(インデニル)(フルオレニル)ハフニウムジクロ
リド、エチレン(2−メチルインデニル)(フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド、エチレン(8−メチルイ
ンデニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレン(2,8−ジメチルインデニル)(フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド、エチレン(インデニル)
(5−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、メチレ
ン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウムジメチ
ル、エチレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニ
ウムジメチル、ジメチルシリレン(インデニル)(フル
オレニル)ジルコニウムジメチル、ジメチルシリレンビ
ス(フルオレニル)ジルコニウムジメチル、メチレン
(インデニル)(フルオレニル)チタニウムジメチル、
エチレン(インデニル)(フルオレニル)チタニウムジ
メチル、ジメチルシリレン(インデニル)(フルオレニ
ル)チタニウムジメチル、メチレン(インデニル)(フ
ルオレニル)ハフニウムジメチル、エチレン(インデニ
ル)(フルオレニル)ハフニウムジメチル、ジメチルシ
リレン(インデニル)(フルオレニル)ハフニウムジメ
チル、エチレン(2−メチルインデニル)(フルオレニ
ル)ジルコニウムジメチル、エチレン(8−メチルイン
デニル)(フルオレニル)ジルコニウムジメチル、エチ
レン(2,8−ジメチルインデニル)(フルオレニル)
ジルコニウムジメチル、エチレン(インデニル)(5−
フルオレニル)ジルコニウムジメチル等が挙げられる。
これらの中で、エチレン(インデニル)(フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド及びジメチルシリレンビス
(フルオレニル)ジルコニウムジクロリドが好ましい。
しては、下記一般式(2)又は(3)で表されるメチル
アルモキサン化合物が挙げられる。
る。)
メチルアルミニウムと水との反応により得られる生成物
である。メチルアルモキサンは、他のトリアルキルアル
ミニウムと水から得られるアルモキサン、例えばエチル
アルモキサン、プロピルアルモキサン、ブチルアルモキ
サン、イソブチルアルモキサン、メチルエチルアルモキ
サン、メチルブチルアルモキサン、メチルイソブチルア
ルモキサン等と複数種併用して用いることもできる。
ることができ、具体的には以下のような方法が例示され
る。 (イ)トリメチルアルミニウムをトルエン、ベンゼン、
エーテル等の適当な有機溶剤を用いて直接水と反応させ
る方法、(ロ)トリメチルアルミニウムと結晶水を有す
る塩水和物、例えば硫酸銅、硫酸アルミニウムの水和物
と反応させる方法、(ハ)トリメチルアルミニウムとシ
リカゲル等に含浸させた水分と反応させる方法、(ニ)
トリメチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウム
を混合し、トルエン、ベンゼン、エーテル等の適当な有
機溶剤を用いて直接水と反応させる方法、(ホ)トリメ
チルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムを混合
し、結晶水を有する塩水和物、例えば硫酸銅、硫酸アル
ミニウムの水和物と加熱反応させる方法、(ヘ)シリカ
ゲル等に水分を含浸させ、トリイソブチルアルミニウム
で処理した後、トリメチルアルミニウムで追加処理する
方法、(ト)メチルアルモキサン及びイソブチルアルモ
キサンを公知の方法で合成し、これら二成分を所定量混
合し、加熱反応させる方法、(チ)ベンゼン、トルエン
等の芳香族炭化水素溶媒に硫酸銅5水塩等の結晶水を有
する塩を入れ、−40〜40℃位の温度条件下でトリメ
チルアルミニウムと反応させる方法、この場合、使用す
る水の量は、トリメチルアルミニウムに対してモル比で
通常0.5〜1.5である。このようにして得られたメ
チルアルモキサンは、一般式(2)又は(3)に示すよ
うな線状又は環状の有機アルミニウムの重合体である。
は、例えばPh3CB(C6F5)4、PhNMeHB
(C6F5)4、B(C6F5)3等が挙げられる。
媒を用い、α−オレフィンと極性基含有ビニルモノマー
を共重合する共重合反応は、気相、液相のいずれでもよ
く、液相で重合させる場合、ノルマルブタン、イソブタ
ン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン等の不活性炭化水素中又は
液状α−オレフィンモノマー中で行うことができる。重
合温度は、−100℃〜+100℃、好ましくは0〜5
0℃の範囲である。重合圧力は、0.1〜60気圧でよ
い。得られる重合体の分子量の調節は、水素又は他の公
知の分子量調節剤を存在せしめることにより行われる。
また、本発明の共重合は、連続又はバッチ式反応で行
い、その条件は通常用いられる条件でよく、一段でもよ
く二段以上で行ってもよい。また、溶液重合の場合、メ
タロセン触媒濃度は、1×10−4〜1×10−2mo
l/lが好ましく、メタロセン化合物1モル当たり、メ
チルアルモキサンの使用量は、300〜1000モルが
好ましい。
ルモキサン以外にアルキルアルミニウム、特にトリメチ
ルアルミニウムを存在させるのが好ましい。共重合系中
のアルモキサンの濃度が用いるモノマーの濃度より低い
と、酸素原子上に存在する孤立電子対が金属カチオンに
配位して触媒を被毒し易く、過剰のアルキルアルミニウ
ムが存在するとアルミニウムが優先的に酸素原子に配位
して金属の被毒を防ぐ役割をすると思われる。
基、アミノ基等の反応性の高い極性基を含有するビニル
モノマーを用いる場合は、予め極性基をルイス酸と錯化
若しくは反応させて極性基を保護してからα−オレフィ
ンと共重合させ、共重合反応後に共重合体から極性基に
結合させておいた保護原子団をはずして、最初の極性基
に戻し、極性基含有共重合体を得る方法が好ましい。こ
のような反応性の高い極性基を一時的に保護する目的で
行う保護反応に用いるルイス酸としては、アルミニウム
化合物、グリニヤール化合物、アルキルリチウム化合
物、シラン化合物等が挙げられる。特に極性基として水
酸基を用いる場合は、トリメチルアルミニウム、トリエ
チルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイ
ソプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、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
等のアルキルアルミニウム化合物が好ましい。例えば、
末端水酸基含有ビニルモノマーである5−ヘキセン−1
−オールのような化合物の末端水酸基をトリメチルアル
ミニウムと反応させ、メチルアルミニウムジ(5−ヘキ
セノキサイド)又はジメチルアルミニウム(5−ヘキセ
ノキサイド)を合成し、α−オレフィンと該メチルアル
ミニウムジ(5−ヘキセノキサイド)を重合させ、重合
後、酸性アルコール溶液で加水分解することにより、脱
アルミニウム反応を行い、水酸基を生成させる方法等が
ある。又、5−ヘキセン−1−オールとトリイソブチル
アルミニウムとを反応させ、ジイソブチルアルミニウム
(5−ヘキセノキサイド)を合成して上記と同様にして
本発明の共重合体の製造に用いてもよい。
するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるも
のではない。なお、得られたポリマーの構造解析は、次
の1H−NMRと13C−NMRで行った。 (1)1H−NMR:日本電子社製GSX−270、フ
ーリエ変換型NMRスペクトロメーターを用い、270
MHz、パルス角45゜、パルス間隔8秒、120℃、
積算回数64回の条件で測定した。試料は、共重合体1
0mgを重テトラクロロエタン0.5mlに溶解して用
いた。 (2)13C−NMR:日本電子社製GSX−270、
フーリエ変換型NMRスペクトロメーターを用い、6
7.8MHz、パルス角45゜、パルス間隔3秒、12
0℃、積算回数20000回の条件で測定した。試料
は、共重合体60mgを重テトラクロロエタン0.5m
lに溶解して用いた。
ニウムジクロリドの合成 L.Resconi,R.L.Jones,A.L.R
heingold,G.P.A.Yap,Organo
metallics,15,998(1996)に従っ
て調製した。
H=CH2]2の合成 窒素置換した300mlのガラス製反応容器にヘキサン
100ml及び5−ヘキセン−1−オール50ml
(0.48mol)を導入した。反応系を0℃に冷却し
て攪拌しながらトリメチルアルミニウム23ml(0.
24mol)を1時間かけて滴下した。そのまま室温ま
で自然昇温させながら3時間攪拌した後、溶媒のヘキサ
ンを減圧留去してMeAl[OCH2(CH2)3CH
=CH2]2を得た。
3ml及び上記(2)で合成したMeAl[OCH
2(CH2)3CH=CH2]2を5ml(20mmo
l)導入した。ついで、メチルアルモキサンのトルエン
懸濁液(3.14mol/l)9mlを加え、室温で攪
拌しながらエチレンを飽和させた。上記(1)で合成し
たエチレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウ
ムジクロリドのトルエン溶液(0.01mmol/l)
3mlを加えることで、重合を開始し、そのまま15分
間共重合を行った。反応液を大量の塩酸/メタノール溶
液に注ぎ込み、重合停止と同時に脱アルミニウムを行っ
た。生成物をろ過した後、60℃で6時間減圧乾燥を行
い共重合ポリマー0.291gを得た。得られたポリマ
ーを1H−NMR解析により解析したところ、下記構造
式(4)で表されるポリマーが得られ、5−ヘキセン−
1−オールの含有量は10mol%(28重量%)であ
った。
コックを接続した。系内を十分窒素置換した後、メチル
アルモキサンのトルエン懸濁液(3.14mol/l)
10ml、トリメチルアルミニウム5ml(52mmo
l)及び実施例1の(2)で得たMeAl[OCH
2(CH2)3CH=CH2]210ml(40mmo
l)を導入した。室温で攪拌しながら系内を減圧脱気し
た後、エチレンを飽和させた。実施例1の(1)で合成
したエチレン(インデニル)(フルオレニル)ジルコニ
ウムジクロリドのトルエン溶液(0.01mmol/
l)5mlを導入して、重合を開始し、そのまま室温で
3時間共重合を行った。重合停止は、溶液をヘキサンで
希釈した後、大量の希塩酸/メタノール溶液にゆっくり
と注ぎ込むことで行った。水相、有機相のいずれにも不
溶なもの及び有機相を濃縮して得られたものをテトラヒ
ドロフラン(THF)に溶解させ、ヘキサンに注ぎ再沈
殿を行うことで、共重合ポリマー1.21gを得た。得
られたポリマーを1H−NMRにより解析したところ、
構造式(4)で表されるポリマーが得られ、共重合体中
の5−ヘキセン−1−オールの含有量は25mol%で
あった。
施例2と同様にして共重合反応を行い、ポリマー2.4
4gを得た。得られたポリマーを1H−NMRにより解
析したところ、構造式(4)で表されるポリマーが得ら
れ、共重合体中の5−ヘキセン−1−オールの含有量は
35mol%であった。
tmと0.9atmとなるように溶液を飽和させた他
は、実施例1と同様にして共重合反応を行った。共重合
は24時間行い、ポリマー1.24gを得た。得られた
ポリマーの1H−NMRスペクトル分析のチャートを図
1に示す。ピークの帰属と強度を以下に示す。
℃,ppm):3.59(t,2H,−CH 2OH)
(a)、1.53(m,2H,−CH 2CH2OH)
(b)、1.27(m,11H,−CH 2CH(CH 2
CH 2C2H4OH)CH 2CH 2)、0.86(d,
0.9H,H 3CCH(C4H8OH)CH2−)
(c)。
スペクトル分析のチャートを図2に示す。ピークの帰属
を以下に示す。
℃,ppm):63.6(−CH2OH)(h1)、4
3.3,42.9(Sαα)、41.3,40.8,4
0.2(Tβω、H3CCH(CH2C3H6OH)C
H2−)(t4、t3)、98.0(Tδδ)、35.
9,35.1,34.9(Sαγ、−CH2C3H6O
H,H3CCH(CH2−)CH2−)(h4、t
2)、33.9(−CH2CH2OH)(h2)、3
1.1(Sγγ)、27.4(Sβδ)、24.5(S
ββ)、23.6(−CH2C2H4OH)(h3)、
20.7,20.2(H3 CCH(CH2−)CH
2−)(t1)。
ン−1−オールの含有量は50mol%であり、エチレ
ンと5−ヘキセン−1−オールが交互となる配列が全体
の80%を占めていることが分かった。
3ml及び上記(2)で合成したMeAl[OCH
2(CH2)3CH=CH2]2を5ml(20mmo
l)導入した。次いで、メチルアルモキサンのトルエン
懸濁液(3.14mol/l)3mlを加え、室温で攪
拌しながらエチレンを飽和させた。ビス(シクロペンタ
ジェニル)ジルコニウムジクロリドのトルエン溶液
(0.01mmol/l)1mlを加えることで、重合
を開始し、そのまま10分間重合を行った。反応液を大
量の塩酸/メタノール溶液に注ぎ込み、重合停止と同時
に脱アルミニウムを行った。生成物をろ過した後、60
℃で6時間減圧乾燥を行いポリマー0.617gを得
た。得られたポリマーを1H−NMRにより解析したと
ころ、5−ヘキセン−1−オールの含有量は1mol%
(3.5重量%)であった。
ウムジクロリドの合成 L.Resconi et al.,Organome
tallics,15,1004(1996)に従い、
以下の手順で合成した。1000mlのガラス製反応容
器に磁気攪拌子を入れ、三方コックを接続した。系内を
十分窒素置換した後、乾燥THF250ml及びフルオ
レン31.7g(191mmol)を導入した。反応系
を0℃で攪拌しながらn−ブチルリチウム/ヘキサン溶
液(1.61mol/l)119mlを滴下し、室温ま
で昇温した後、さらに7時間攪拌した。反応系を再び0
℃に冷却した後、ジメチルジクロロシラン11.6ml
(95.6mmol)のTHF溶液100mlを滴下
し、室温で一晩攪拌した後、溶媒を減圧留去してジメチ
ルビス(9−フルオレニル)シラン19.6g(50.
5mmol)を得た(収率53%)。1000mlのガ
ラス製反応容器に磁気攪拌子を入れ、三方コックを接続
した。系内を十分窒素置換した後、乾燥エーテル300
ml及び上記で得られたジメチルビス(9−フルオレニ
ル)シラン19.6g(50.5mmol)を導入し
た。反応系を0℃で攪拌しながらメチルリチウム/ヘキ
サン溶液(1.04mol/l)102mlを滴下し、
室温まで昇温した後、さらに5時間攪拌した。反応系を
−78℃に冷却した後、四塩化ジルコニウム11.76
g(50.5mmol)のエーテルスラリー100ml
を導入した。室温で一晩攪拌した後、溶媒を減圧留去
し、エーテル及びヘキサンで洗浄してジメチルシリレン
ビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロリドをLiC
lとの混合物として22.3g得た。 1H−NMRより
求めた純度は、77重量%であった。1H−NMRデー
タ(THF−d8,ppm):8.0(d,4H),
7.9(d,4H),6.9(t,4H),6.6
(t,4H),0.9(s,6H)。
H2)3CH=CH2]の合成 1000mlのガラス製反応容器に磁気攪拌子を入れ、
三方コックを接続した。系内を十分窒素置換した後、乾
燥ヘキサン300ml及びトリイソブチルアルミニウム
200ml(793mmol)を導入した。反応系を−
78℃に冷却し、5−ヘキセン−1−オール92ml
(780mmol)を温度上昇に気をつけながら、ゆっ
くりと滴下した。攪拌しながら反応系を室温まで、自然
上昇させた後、溶媒のヘキサンを減圧留去して目的のi
−Bu2Al[OCH2(CH2) 3CH=CH2]を透
明で粘稠な液体として180g得た(収率96%)。
コックを接続した。系内を十分窒素置換した後、メチル
アルモキサンのトルエン溶液(3.14mol/l)1
0ml及び上記(2)で得たi−Bu2Al[OCH2
(CH2)3CH=CH2]23ml(80mmol)
を導入した。室温で攪拌しながら系内を減圧脱気した
後、エチレンとアルゴンの分圧がそれぞれ0.1atm
と0.9atmとなるように溶液を飽和させた。ジメチ
ルシリレンビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロリ
ドのトルエン溶液(0.01mol/l)5mlを導入
して重合開始し、そのまま室温で半回分式により12時
間重合を行った。重合停止は、溶液をヘキサンで希釈し
た後、大量の希塩酸/メタノール溶液にゆっくりと注ぎ
込むことで行った。沈殿物をろ過、乾燥して、共重合体
1.49gを得た(活性:2.5kg/mol・Zr・
時間)。得られた共重合体をGPC(ゲル・パーミエー
ション・クロマトグラフィー)により解析したところ数
平均分子量(Mn)は、4,800、分子量分布(重量
平均分子量(Mw)/Mn)は、1.32であった。
又、1H及び13C−NMRにより解析したところ、共
重合体中の5−ヘキセン−1−オールの含有量は58m
ol%であった。又、エチレン:ヘキセノール連鎖は7
4%であり、交互性に富んでいた。
に磁気攪拌子を入れ、三方コックを接続した。系内を十
分窒素置換した後、メチルアルモキサンのトルエン溶液
(3.14mol/l)10ml及び実施例5の(2)
で得たi−Bu2Al[OCH2(CH2)3CH=C
H2]23ml(80mmol)を導入した。室温で攪
拌しながら系内を減圧脱気した後、プロピレンとアルゴ
ンの分圧がそれぞれ0.4atmと0.6atmとなる
ように溶液を飽和させた。実施例5の(1)で合成した
ジメチルシリレンビス(フルオレニル)ジルコニウムジ
クロリドのトルエン溶液(0.01mol/l)5ml
を導入して重合を開始し、そのまま室温で半回分式によ
り12時間重合を行った。重合停止は、溶液をヘキサン
で希釈した後、大量の希塩酸/メタノール溶液にゆっく
りと注ぎ込むことで行った。沈殿物をろ過、乾燥して、
共重合体1.84gを得た(活性:3.1kg/mol
・Zr・時間)。得られた共重合体をGPCにより解析
したところ、Mn=2,800、分子量分布(Mw/M
n)=1.48であった。又、1H及び13C−NMR
により解析したところ、共重合体中の5−ヘキセン−1
−オールの含有量は63mol%であった。又、エチレ
ン:ヘキセノール連鎖は48%であり、ランダム共重合
体であることを示した。
に磁気攪拌子を入れ、三方コックを接続した。系内を十
分窒素置換した後、トルエン16ml、メチルアルモキ
サンのトルエン溶液(3.14mol/l)2ml及び
実施例5の(2)で得たi−Bu2Al[OCH2(C
H2)3CH=CH2]10ml(35mmol)を導
入した。室温で攪拌しながら系内を減圧脱気した後、プ
ロピレンで溶液を飽和させた。実施例5の(1)で合成
したジメチルシリレンビス(フルオレニル)ジルコニウ
ムジクロリドのトルエン溶液(0.005mol/l)
2mlを導入して重合を開始し、そのまま室温で半回分
式により6分間重合を行った。重合停止は、大量の希塩
酸/メタノール溶液にゆっくりと注ぎ込むことで行っ
た。沈殿物をろ過、乾燥して、共重合体0.88gを得
た(活性:876kg/mol・Zr・時間)。得られ
た共重合体をGPCにより解析したところ、Mn=4
4,900、分子量分布(Mw/Mn)=2.93であ
った。又、1H及び13C−NMRにより解析したとこ
ろ、共重合体中の5−ヘキセン−1−オールの含有量は
13mol%であった。
極性基含有ビニルモノマーの共重合による、極性基含有
量が高く、交互率が高いポリオレフィン系樹脂であるの
で、多くの極性基がポリマー中に存在する高機能化ポリ
オレフィンであり、多くの用途が見込まれ、工業的に有
用である。また、α−オレフィンと極性基含有ビニルポ
リマーの共重合体の製造方法において、フルオレニル基
配位子を有する架橋メタロセン化合物とアルモキサン化
合物からなる触媒を用いているので、共重合体中の極性
基含有ビニルモノマーの含有量が高い共重合体、特に交
互率の高い共重合体を得ることができる。
ペクトルのチャートである。
スペクトルのチャートである。
Claims (5)
- 【請求項1】 α−オレフィンと極性基含有ビニルモノ
マーとの共重合体であって、極性基含有量が10モル%
以上である共重合体。 - 【請求項2】 α−オレフィンと極性基含有ビニルモノ
マーの交互率が70%以上である請求項1に記載の共重
合体。 - 【請求項3】 少なくとも一つのフルオレニル基配位子
を有する架橋メタロセン化合物とアルモキサン又はホウ
素化合物からなる触媒の存在下にα−オレフィンと極性
基含有ビニルモノマーを共重合させる請求項1又は2に
記載の共重合体の製造方法。 - 【請求項4】 下記一般式(1)で表される架橋メタロ
セン化合物を用いる請求項3に記載の共重合体の製造方
法。 【化1】 (式中、R1、R2、R3、R4は水素原子又は炭素数
1〜3のアルキル基を表し、kは1〜5、lは1或いは
2、m及びnは1〜5であり、それぞれ同じであっても
異なってもよく、MはIV族金属を表し、Xはハロゲン
原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。) - 【請求項5】 極性基含有ビニルモノマーの極性基を予
めルイス酸化合物と錯化若しくは反応させて極性基を保
護してα−オレフィンと共重合させ、共重合後脱保護す
る請求項3又は4に記載の共重合体の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|
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Country | Link |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005307113A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 極性基含有共重合体及びその製造方法 |
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WO2018168940A1 (ja) * | 2017-03-14 | 2018-09-20 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 極性オレフィン重合体及び共重合体の製造方法 |
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2000
- 2000-11-09 JP JP2000341967A patent/JP2001329023A/ja active Pending
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JP7301367B2 (ja) | 2017-03-14 | 2023-07-03 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 極性オレフィン重合体及び共重合体の製造方法 |
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