JP2001520283A - 弾性ポリプロピレン及びそれらを製造するための触媒 - Google Patents

弾性ポリプロピレン及びそれらを製造するための触媒

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Abstract

(57)【要約】 トルエン、キシレン、ヘプタンおよびヘキサンからなる群から選択される少なくとも1種の無極性有機溶媒に可溶であり、ポリマーが少なくとも70,000の分子量(Mw)を有し弾性特性をもつプロピレンポリマー組成物は、それぞれがrまたはmダイアドのみを有し全部が20〜150オングストロームの範囲のヘリカル長さを有する3重量%より多く且つ45重量%以下のホモタクチックシークェンスと、ホモタクチックシークェンスとヘテロタクチックシークェンスの合計の55〜97重量%の範囲において、それぞれがrまたはmダイアドのみを有しヘリカル長さが20オングストローム未満であり、mmmmペンタッドが全組成物の0〜35重量%の範囲で存在して10個より少ない反復単位を有するホモタクチックシークェンスと、異なる数のrおよびmダイアドを有するヘテロタクチックシークェンスとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 技術分野 この発明は、弾性特徴を有し、高シンジオタクチック(または高アイソタクチ
ック)であるポリマーとアタクチックであるポリマーとの間の中間の立体規則性
を有するハイブリッドポリマーであるポリプロピレンの新規なクラス、並びに、
これらのハイブリッドポリマーを生じる触媒に関する。 背景技術
【0002】 弾性ポリプロピレンは最初、プロピレンのツィーグラー−Natta重合によ
って得られたポリプロピレンの溶剤抽出によって単離された(とりわけ、米国特
許第3,175,999号)。アルミナなどの固体担体を、例えば、テトラアル
キルジルコニウム化合物と反応させることによって調製された触媒を用いる主に
アイソタクチックの、分別可能な、エラストマーポリオレフィンを調製するプロ
セスが記載されている(米国特許第4,335,225号)。米国特許第5,5
94,080号には、ジルコニウムに接続した2つの橋かけされていないフェニ
ルインデニル配位子を含有するメタロセン触媒、すなわち(フェニルインデニル
2ZrCl2を用いる立体ブロックエラストマーポリプロピレンの調製が開示さ
れている。チエンら(J.Am.Chem.Soc.、112、2030(19
90年)、Macromolecules、25、1242(1992年)、M
acromolecules、24、850(1991年))は、メタロセン触
媒を用いて、約30%の結晶アイソタクチックポリプロピレンを含有する熱可塑
性エラストマーポリプロピレンを作製した。
【0003】 コリンズら(Macromolecules、28、3771(1995年)
、Macromol、Symp.、98、223(1995年))は、弾性ポリ
プロピレンを調製するためにジルコニウム及びハフニウムメタロセン触媒の使用
することを記載している。これらのポリマーは、29−54%のmmmmペンタ
ッドを有した、すなわちそれらは主としてアイソタクチックであった。重要なこ
とに、弾性ポリプロピレンは、分子量が50,000より大きい時及び、もっぱ
らハフニウム錯体を用いて、ポリマーのmmmm含有量が38%を超えた時、得
られたにすぎない。
【0004】 欧州特許出願第666,267号には、タイプ{フルオレニル−C24−イン
デニル}ZrCl2のメタロセン触媒を使用して、水素の存在下でポリプロピレ ンを調製することが記載されている。ポリマーの特性は記載されていない。同一
の触媒が、水素を用いずにトルエン中でプロピレンを重合させるために用いられ
た(Organometallics、13、647(1994年))。mmm
m 含有量が38〜64%の範囲であると共に融点が104〜110℃である高
度のアイソタクチックポリマーが得られる。C24 橋かけ基が−SiMe2− によって置換された時、粘性の、べとつく油だけが得られた(米国特許第5,3
91,789号)。
【0005】 欧州特許出願第707,016号には、エラストマーポリプロピレンを調製す
るための{2−Me−4−ナフチル−インデニル−SiMe2−フルオレニル} ZrCl2、ルイス酸化合物及びオルガノアルミニウムを含む触媒系が記載され ている。米国特許第5,516,848号には、2つの異なったメタロセン触媒
の混合物(その1つはモノシクロペンタジエニル遷移金属化合物である)を使用
するエラストマーポリプロピレンの作製方法が記載されている。
【0006】 メタロセン触媒は概して、遷移金属、一般に、周期表IVB族の金属(すなわ
ち、チタン、ジルコニウム、及びハフニウム)と組合せた、置換シクロペンタジ
エニルなどの1つ以上のシクロペンタジエニル基を含む触媒と定義され得る。有
用なメタロセンが2つのシクロペンタジエニルタイプのリングを含むことが記載
されており、両方の環が同一であり(対称メタロセン)、及び同一の環系上の異
なった置換パターンまたは2つの異なった環系が存在するために(非対称メタロ
セン)、2つの環が異なっている。1−オレフィンの重合を触媒するためにシク
ロペンタジエニルメタロセンを使用することの最初の報告は、1957年にあっ
た。英国特許出願第934,281号が最初に、タイプ(R−インデニル)2M X2 及び(R−フルオレニル)2MX2(Rが芳香族環上のアルキルまたはアリ ール置換基を表し、Mがチタン、ジルコニウムまたはハフニウムを表し、Xが、
1〜12個の炭素原子を有する、ハリドまたはアルキルまたはアルコキシ基等を
表す)のメタロセン触媒について記載した。その時以来、多数の特許及び他の公
開文献がこれらの材料に工業上の利益がある十分な証拠を提供している。
【0007】 4つの制限的なケースが、ポリプロピレンの立体規則性の可能性を示す。前記
のアイソタクチック構造体は一般に、メチル側基が、それらがポリマー主鎖を含
有する平面の同じ側にすべてあるように配向させられると記載されている。アイ
ソタクチック構造体について記述する別の方法は、BoveyのNMR(核磁気
共鳴)用語を使用する。m(メソとして)によって表される、アイソタクチック
ダイアドは、両方のメチル側基がポリマー主鎖を含有する平面の同じ側にあるよ
うにポリマー鎖中に配置された1対のプロピレン単位である。同様に、mmmm
ペンタッドは、それらのメチル基が全て同様に配向された5つのモノマー単位を
表す。13C NMRを用いて、プロピレンポリマー中に存在しているいろいろな
ペンタッドの相対的な量を確認することができる。
【0008】 対照的に、シンジオタクチック構造体において、メチル基はポリマー主鎖を含
有する平面の上及び下に交互に配向されている。この上−下配列を有する1対の
プロピレン単位は、r(ラセミとして)ダイアドを含み、rrrrは5つの同様
に配列されたモノマー単位に対応する。
【0009】 ヘミ−アイソタクチックポリプロピレンは、1つおきのメチル側基が不規則配
向を有すること以外、アイソタクチックの種類に類似している。
【0010】 最後に、アタクチックポリマーにおいて、ポリマー主鎖を含有する平面に対し
てメチル基の配向は不規則であり、r及びmダイアドの数は同じである。
【0011】 ポリプロピレンの物理特性は、ポリマー立体規則性に大いに依存する。例えば
、アイソタクチック及びシンジオタクチックポリプロピレンは、低温キシレンな
どの炭化水素溶剤中に不溶解性の結晶ポリマーである。光を散乱する微結晶が存
在するために、それらはしばしば不透明であるかまたは半透明である。更に、こ
れらのポリマーは、剛性、非弾力性、及び高融点であり、それらの融点はそれぞ
れ、171及び138℃である。
【0012】 対照的に、ヘミ−アイソタクチック及びアタクチックポリマーは非晶質であり
、低温キシレン中に可溶性である。アタクチックポリプロピレンは透明、可撓性
であり、弾性特性である。
【0013】 アイソタクチック及びシンジオタクチックポリプロピレンはこのような有用な
材料であるので、それらの調製は、広範な研究の対象となっている。例えば、ア
イソタクチックポリプロピレンを生じる触媒は、米国特許第4,794,096
号及び4,975,403号に開示されており、シンジオタクチックポリオレフ
ィンをもたらす触媒は、米国特許第3,305,538号、3,364,190
号、4,892,851号、3,258,455号、5,155,080号及び
5,225,500号に記載されている。
【0014】 触媒構造体の変化が触媒活性及びポリマーの立体規則性に及ぼす精確な作用は
予想することが難しい。例えば、米国特許第5,459,218号には、タイプ
{flu−ブリッジ−Cp}ZrCl2の触媒(flu=フルオレニル、ブリッ ジ=Me2SiまたはPh2Siであり、ME=メチル、Ph=フェニル及びCp
=シクロペンタジエニル)が記載されている。プロピレンポリマーが少なくとも
50%のrr含有量を含有するのに対し、実際に達せられたシンジオタクチック
含有量が74〜82%の範囲であることが概して主張され、請求されている。プ
ロピレンポリマーについて与えられる最も大きな分子量は66,000である。
これらのポリマーの独特な特性は開示されていないし、どのように触媒が改質さ
れてより小さいまたはより大きいシンジオタクチック含有量を有するポリマーを
製造するかについて、何も手がかりが提供されなかった。比較すると、米国特許
第4,892,851号には、非常に似たタイプ、すなわち、{flu−CMe 2 −Cp}ZrCl2の触媒が記載されており、それは、更により高度のシンジオ
タクチック(92%rr)ポリプロピレンを生じさせると報告されている。
【0015】 触媒の対称性及ポリプロピレン立体構造の間の関係が示唆されている(Tre
nds in Polymer Science、2、158(1994年))
。一般にビス(フルオレニル)MX2タイプの触媒の「点群(point gr oup)」を用いて記述された対称要素を、図1及び2(比較用)に示す。図1
は、メタロセン触媒中に生じ得る異なった対称要素を示し、図2は、説明に役立
つ例を提供する。点群C2vを有する触媒(図1及び、例えば、図2の項目20 )は、3つの対称要素を有する。前記構造体は、MX2 平面の二等分線を中心 にして180度回転した後に変化していず、2つの対称の鏡映面、構造体が変化
しないままの鏡映が存在する。一方は、MX2平面σhを含有し、他方はMX2平 面に直交し、これを二分する。MX2平面上で真直ぐにみると、触媒分子の上下 並びに左及び右手側は同じであるのがわかる。点群C2 (図2の項目21)を 有する触媒21は、C2軸だけを含有する。頂前記の分子の上部及び下部は同一 であり、MX2平面の二等分線を中心にして180度回転させて構造体は変化し ないままである。点群Csを有する触媒22は、MX2平面に垂直且つ二分する対
称の鏡映面だけを含有する。上記のように観察すると、触媒の左及び右手側は同
じであるが、上下は異なっている。C1点群対称の触媒25は、これらの3つの 対称要素のいずれも含有しない。
【0016】 図2によれば、点群C2vの触媒は、アタクチックポリプロピレンを生じると されるが、ただし、Cp2TiPh2(24)が低温で(多分異なった重合機構に
よって)立体ブロックアイソタクチックポリマーを変則的に生じさせる。C2及 びCs点群の対称性を有するメタロセンは、それぞれアイソタクチック及びシン ジオタクチックポリマーを生じるとされている。しかしながら、米国特許4,7
69,510号には、2つのアイソマーの形で存在する、タイプ{ind−橋か
け−ind}MX2の触媒が記載されている。1つの形はキラルであり、鏡像異 性体のd、lの一対からなる。それは、アイソタクチックポリプロピレンを生じ
させる。第2の(メソ)形はアキラルであり、アタクチックポリプロピレンを生
じさせる(Organometallics、14、1256(1995年))
。C1対称性を有する触媒は、ヘミ−アイソタクチック23(図2)または立体 ブロックアイソタクチック−アタクチック25(図2)ポリプロピレンを生じさ
せると言われている。
【0017】 欧州特許出願第537,130号には、シンジオタクチックポリプロピレンを
生じさせることを示された、タイプ{Cp−CMe2−flu}ZrCl2(Cs 点群対称)のメタロセン中のシクロペンタジエニル環に結合した有機基の大きさ
が及ぼす影響が記載されている。メチル基をシクロペンタジエニル環の3−位置
に導入することにより、{3−MeCp−CMe2−flu}ZrCl2(C1点 群対称)が得られ、ヘミ−アイソタクチックポリマーを生じさせた。3−CH3 基がt−ブチル基によって置換されて{3−t−BuCp−CMe2−flu} ZrCl2(同様にC1点群)を形成する時、アイソタクチックポリプロピレン
が代わりに得られた。
【0018】 米国特許第5,459,218号は、シリル橋かけされた(bridged)
メタロセンを用いて調製した、66,000までの分子量を有するシンジオタク
チックポリプロピレンに関する。米国特許第5,668,230号には、オレフ
ィン重合を触媒するための特定のエチレン橋かけフルオレニル含有メタロセンが
開示されている。
【0019】 当業者は、メタロセン触媒の構造とそれによって製造されたポリマーの立体特
異性及び立体規則性との間の確かな、一般的な相互関係は存在しないと結論する
ことができるにすぎない。
【0020】 発明の要旨 簡単に言えば、本発明は、トルエン、キシレン、ヘプタン、及びヘキサンから
なる群から選択される少なくとも1つの無極有機溶剤に可溶である、弾性特性で
あるプロピレンホモポリマーを提供するものであり、前記ポリマーは、 a)それぞれがrまたはmダイアドのみを有し全部が20〜150オングストロ
ームの範囲のヘリカル長ささを有する3重量%より多く且つ45重量%以下のホ
モタクチックシークェンスと、 b)ホモタクチックシークェンスとヘテロタクチックシークェンスの合計である
全組成物の55〜97重量%の範囲において、 1)それぞれがrまたはmダイアドのみを有しヘリカル長ささが20オングスト
ローム未満であり、mmmmペンタッドが全組成物の0〜35重量%の範囲で存
在して10個より少ない反復単位を有するホモタクチックシークェンスと、 2)異なる数のrおよびmダイアドを有するヘテロタクチックシークェンスとを
含み、 重量平均分子量(Mw)が少なくとも約70,000、好ましくは、70,00 0より大きく2,000,000まで、より好ましくは75,000〜1,00
0,000、最も好ましくは、80,000〜500,000である。2つのb
) 成分は、それらの合計が全組成物の55〜97重量パーセントになる限り、
何れの量で存在してもよい。
【0021】 本発明のプロピレンは、すべてrまたはすべてmのダイアドを有する、上に規
定したような長さのホモタクチックシークェンスを含む。当業者によって理解さ
れるように、これらのホモタクチックシークェンスはヘリカル形の形状をとるこ
とができる。これらのホモタクチックシークェンスの連結は、ヘリカル長さが2
0Å未満、繰り返し単位が10個より少ない似たホモタクチックシークェンス、
並びにr及びmの両方が異なる数で存在しているヘテロタクチックシークェンス
である。これらのポリマーは、剛性のゴムから非常に弾力性があるゴムバンドの
エラストマーの特徴まで変化するエラストマーの特徴を示す。ホモタクチックシ
ークェンスは、すべてmまたはすべてのrであり、または、好ましくはそれらは
すべてr、すなわち、シンジオタクチックである。概して、前記のポリマーは、
連続したより軟質の母材中に不連続な小さい(長さ20Å〜150Å)硬質セグ
メントを含む。
【0022】 前記のホモタクチックシークェンスの長さを、次の方法で推定することができ
る。ポリプロピレンのヘリカル鎖は、斜方晶系シンジオタクチックポリプロピレ
ンの単位セルのc軸にほぼ平行している。4つのモノマー単位が、長さ7.6Å
である単位セル中に含有される。このため、プロピレンの各分子は、鎖長に7.
6/4または1.9Å寄与する。これは、前記の鎖が完全に伸ばされる場合、各
プロピレンが鎖長に2つのC−C結合または3Åの距離を寄与するので、妥当な
推定である。
【0023】 前記のヘテロタクチックシークェンスは、r及びmダイアドの両方を含み、長
さが変化することができ、ポリマー鎖中の大きさ及び分布に応じてランダムに分
散される。好ましくは、本発明のプロピレンポリマーはまた、以下の特性の1つ
以上を有する。 i)立体規則性指数が、1.30〜10.0、好ましくは1.30〜7.00、
より好ましくは、1.60〜6.40。 ii)融解熱が、mm>rrの時に100%のアイソタクチックポリプロピレン
のΔHfusの50%未満、または、rr >mmの時に100%のシンジオタク チックポリプロピレンのΔHfusの50%未満である(ΔHfus値は、J・ブラン
ドラップら著、POLYMER HANDBOOK第3版、ジョン・ワイリー&
サンズ、ニューヨーク州、(1989年)、第5節、29ページ)、及び iii)光学的透明性。
【0024】 別の態様において、この発明は、2つ以上の異なったプロピレンポリマー(そ
の少なくとも1つが上述の特性を示す)のブレンドを提供する。上述のような1
つ以上のプロピレンポリマーのブレンドは更に、結晶質または非晶質ポリプロピ
レン、粘着付与樹脂、酸化防止剤、充填剤、及び従来技術に周知の他の補助剤を
含むことができる。
【0025】 更に別の態様において、この発明は、プロピレンのシークェンスが上に規定し
た通りであると共に、そのコモノマーが、炭素原子2〜20個、好ましくは、2
〜8個を有するオレフィンであってもよいプロピレンのコポリマーを提供する。
コポリマーを互いに並びにホモポリマーとブレンドしてもよく、ポリプロピレン
特性を調整または改良する方法を提供する。コポリマーの分子量(Mw)が、3 5,000〜2,000,000、好ましくは50,000〜1,000,00
0、より好ましくは70,000〜500,000の範囲であってもよい。
【0026】 更に別の態様において、この発明は、構造: {配位子1−ブリッジ−配位子2}MX2、 を有するプロピレン重合のためのメタロセン触媒を提供するものであり、 上式中、配位子1及び配位子2は異なるものであり、置換及び不置換シクロペン
タジエニル(Cp)、インデニル(ind)、フルオレニル(flu)、4,5
−ジヒドロシクロペンタフェナントリル(H2CPA)、及びシクロペンタフェ ナントリル(CPA)環状基からなる群から選択され、環状基の置換基は、存在
する場合、以下の群: i)C1−C4直鎖または分岐アルキル、 ii)C6−C20アリール、 iii)C7−C20アルキルアリール 、 iv)C4−C7シクロアルキル、 v)(−CH2−)n(nが、2、3、4、または5、または(−CH=CH−) m であり、mが1、2、3、または4であり、同じ環構造において2つの位置( すなわち、隣接環または非隣接環の炭素原子)、好ましくはフルオレニルまたは
インデニルにおいて4及び5の位置を結合する、 vi)縮合芳香環および vii)基i)−v)のいずれかによって置換された縮合芳香環、から選択され
てもよく、 ブリッジが、Cpまたはind配位子のC−1またはflu及びCPA配位子の
C−9において配位子1及び配位子2を接続する結合基であり、 i)>CR12、 ii)>SiR12、 iii)−CR12−CR34−、 iv)−SiR12−SiR34−、 v)−CR12−SiR34−、 からなる群から選択され、R1、R2、R3、及びR4が同じまたは異なることが可
能であり、H、C1〜C20直鎖または分岐アルキル基、C6〜C20アリール基、及
びC3〜C8シクロアルキルであり、 MがZr、Hf、及びTiからなる群から選択される金属原子であり、好ましく
はジルコニウムまたはハフニウムであり、最も好ましくはジルコニウムであり、
Xが、Cl、Br、I、C1〜C20直鎖または分岐アルキル基、C6〜C20アリー
ル基、C7〜C20アルカリール基、及びC7〜C20アラルキル基からなる群から選
択され、 前記のメタロセン触媒が上述のプロピレンポリマーを提供することを条件として
、1.03〜1.69、好ましくは1.03〜1.45、より好ましくは1.0
5〜1.35の非対称パラメーターを示す。
【0027】 更に別の態様において、この発明はまた、タイプ H{配位子1−CH2CH2−配位子2}H の、配位子1及び配位子2が前に規定された通りである新規な触媒前駆物質化合
物の製造方法を提供するものであり、前記方法は、1)タイプ配位子1−CH2 CH2O の化合物のヒドロキシル基からプロトンを抜くステップと、 2)プロトンを抜かれた化合物とタイプRfSO2Fのペルフルオロアルキルスル
ホニルフルオリドとを反応させて、タイプ 配位子1−CH2CH2−OSO2f (Rfは炭素原子1〜20個のアルキル基または炭素原子5〜12個のアリール 基を意味し、H原子の少なくとも75%がF原子によって置換されている)の安
定したペルフルオロアルキルスルホネートを得るステップと、 3) タイプ 配位子2−H (配位子1及び配位子2が前に規定された通りであり、Rfが独立して、1〜2 0の炭素原子を含有する高フッ素化または過フッ素化アルキルラジカルからなる
群から選択される)の化合物の共役塩基とペルフルオロアルキルスルホネートと
を縮合するステップと、を含む。
【0028】 更に別の態様において、本発明のハイブリッドポリマー、すなわち高シンジオ
タクチック(または高アイソタクチック)であるポリマーとアタクチックである
ポリマーとの間の中間の立体規則性を有するハイブリッドポリマーを作製するた
めに特に有用なメタロセン触媒の新規なクラスが提供されるが、本発明の新規な
触媒は式:
【0029】
【化1】 を有し、ストラップが、(−CH2−)n基または(−CH=CH−)m基であっ てもよく ブリッジが、前に規定した通りであり、 MaがZrまたはHfであり、 nが1、2、3、または4であり、mが1、2、3、または4であり、 Xが、前に規定した通りであるが、ただし、 Ma=Zr、X=Clであり、橋かけ=C24である時、ストラップは(−CH2 −)nまたは(−CH=CH−)mであってもよく、n=3、4または5、及びm
=2、3、または4、好ましくはmが2、3、または4であり、及びm’ とされてもよい。
【0030】 更に別の態様において、この発明はまた、その非対称パラメーターによって規
定されるように、メタロセン触媒の形状を構造: {配位子1−橋かけ−配位子2}MX2、 を有する触媒のクラスから選択することによってポリプロピレンの立体構造を制
御する方法を提供するものであり、配位子1及び配位子2、橋かけ、M、及びX
が前に規定された通りであり、前記のメタロセン触媒が、1.03〜1.69の
非対称パラメーターを示し、前記のポリプロピレンの立体規則性指数が、触媒の
非対称パラメーターの増加により約1.30〜約10.00に増加する。
【0031】 この発明のハイブリッドポリプロピレンの調製は、好ましくはモノマーのため
の溶剤を用いずに、−20℃〜約120℃の範囲の温度で69〜6890Kpa
の範囲の圧力の不活性雰囲気中で、プロピレンにメタロセン触媒を配合すること
によって達成される。溶剤が用いられる時、それは、炭化水素、好ましくは脂肪
族、脂環式、または芳香族であってもよく、より好ましくはそれはトルエンまた
はシクロヘキサンである。メタロセンの活性化は、従来技術に周知の活性剤、好
ましくはメチルアルミノキサン(メチルアルミノキサン)単独で、またはトリメ
チルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、またはトリイソブチルアルミニウ
ムなどのトリアルキルアルミニウム化合物と組合せることによって達成される。
【0032】 本明細書に用いた用語: 「非対称パラメーター(A.P.)」は、より大きい配位子のファン・デル・ワ
ールス表面積の、より小さい配位子のファン・デル・ワールス表面積に対する比
として定義され、前記のファン・デル・ワールス表面積を、マッキントッシュコ
ンピュータ上のCACheTMサテライト分子モデル化プログラム(バージョン3
.8)(オックスフォードモレキュラーリミテッド、オックスフォード、英国)
によって計算することができる。これは、分子の非対称の特徴の尺度である。 「アタクチック」は、NMR分光分析法によって確認すると、主立体規則性を有
せず25%のmmトリアド及び25%のrrトリアドを有するポリプロピレンを
意味し、「Cpまたはcp」がシクロペンタジエニルを意味し、 「CPA」がシクロペンタフェナントリルを意味し、 「弾性特性の」または「弾性の」は、室温においてそれをその元の長さ少なくと
も2倍に繰り返して伸張することができ、応力の解放時にすぐに、そのほぼ元の
長さに力強く戻る材料を意味する。 「絡み合い分子量(entanglement molecular weig
ht)(Me)は、ポリマーの絡み合い間の鎖の平均分子量を意味する。 「フィルム」は、自己担持層を意味する。 「flu」はフルオレニルを意味する。 「基」または「ラジカル」または「化合物」または「配位子」または「モノマー
」または「ポリマー」は、置換を可能にするか、または所望の生成物を妨害しな
い従来の置換基によって置換されてもよい化学種を意味する。例えば、置換基は
アルキル、アリール、フェニルなどであってもよい。 「H2CPA」は、4,5−ジヒドロシクロペンタフェナントリルを意味する。 「ヘリカル長さ」は、完全伸長ポリマーセグメントと対照をなしてコイル形状の
セグメントの長さを意味する。 「ヘテロタクチック」シークェンスは、rまたはmダイアドの両方を有するシー
クェンスである。 「高フッ素化」(Rf)は、アルキルシクロアルキル、またはアリール基中のH 原子の少なくとも75%がフッ素原子によって置換されていることを意味する。 「高アイソタクチック」は、NMR分光分析法によって確認するとき、少なくと
も80%のmm含有量を有するポリプロピレンを意味する。 「高シンジオタクチック」は、NMR分光分析法によって確認するとき、少なく
とも80%のrr含有量を有するポリプロピレンを意味する。 「ホモタクチック」シークェンスは、すべてr及びすべてmであるダイアドを有
するシークェンスである。 「ind」は、インデニルを意味する。 「アイソタクチック」または「高アイソタクチック」は、NMR分光分析法によ
って確認するとき、mm含有量がrrトリアド含有量より大きい、図2(第2の
項目)に示される立体規則性を有するポリプロピレンを意味する。 「Me」はメチルを意味する。 「メタロセン」は、遷移金属とシクロペンタジエニル、インデニル、またはフル
オレニル配位子、またはこのような置換配位子との間のπ−結合を特徴とする有
機金属化合物を意味する。 「mmトリアド」は、NMR分光分析法によって確認したとき、すべての3つの
メチル側基が、ポリマー主鎖を含有する平面の同じ側にあるように3つのプロピ
レン単位がポリプロピレン主鎖中に配置されたアイソタクチック構造体を指す。 「mrトリアド」は、NMR分光分析法によって確認したとき、第1のプロピレ
ン単位に対して、第2のプロピレンのメチル基がポリマー主鎖を含有する平面の
同じ側にあり、第3のプロピレンのメチル基がポリマー主鎖を含有する平面の反
対側にあるように3つの連続したプロピレン単位がポリプロピレン主鎖中に配置
された立体規則性ポリプロピレン構造を指す。 「ナノ結晶」は、ナノメートルサイズの範囲(最大長さ)、好ましくは2〜20
0nmの微結晶を有することを意味する。 「光学的透明性」は、400〜750nmの波長の光の80%より大きい透過率
を意味する。 「ピーク分子量」(Mp)は、分子量を示す曲線の最大分子量及び、ゲル相(ま たは粒径排除)クロマトグラフィーによって確認された所与の分子量の種の存在
量を意味する。 「Ph」は、フェニルを意味する。 「rrトリアド」は、NMR分光分析法によって確認した時、各々の連続したメ
チル側基がポリマー主鎖を含有する平面の上と下に交互にあるように3つのプロ
ピレン単位がポリプロピレン主鎖中に配置されたシンジオタクチック構造体を指
す。 「可溶性」は、前述の溶剤の沸点までの温度で98重量パーセントより多い量ま
で溶解することを意味する。 プロピレンポリマーの「立体規則性指数(S.I.)は、mmトリアドのrrト
リアドに対するパーセンテージの比率と定義され、mmまたはrrの大きい方を
mmまたはrrの小さい方で割ることを意味する(すなわち、その比は正の値で
あり、1より大きい)。 「シンジオタクチック」または「高シンジオタクチック」は、NMR分光分析法
によって確認した時、rr含有量がmmトリアド含有量より大きい、図2(第3
項)に示された立体規則性を有するポリプロピレンを意味する。
【0033】 高アイソタクチックまたは高シンジオタクチックのポリマーを生じるメタロセ
ン触媒は、多数の化学的及び/または構造上の類似性を示す。すなわち、 1)これらの触媒は非常にしばしば、シクロペンタジエニル自体、1−インデニ
ルまたは9−フルオレニルなどの2つのいろいろに置換されたシクロペンタジエ
ニルタイプの配位子に結合したMX2単位(M=Ti、Zr、またはHf、X= Cl、BrまたはCH3、最も一般的にはCl)を含有する。 2)前記の2つのシクロペンタジエニルタイプの配位子が、インデニル部分のC
−1位置またはフルオレニル部分のC−9位置で接続された橋かけ基によって結
合されていてもよい。基−CH2−CH2−及び−SiMe2−(Me=メチルで ある)が一般的な例である。 3)メチルアルミノキサンなどのオルガノアルミニウム化合物またはメチルアル
ミノキサンと他の助触媒との混合物によって活性化する間に、Clはオルガノア
ルミニウム化合物から得られた1つまたは2つのアルキル基によって置換され、
MCl2またはM(Me2)部分を含有する化合物と等価の結果がしばしばみられ
る。 4)アイソタクチックまたはシンジオタクチックポリマーを提供する塩基性触媒
の構造タイプが確認されると、立体規則性を、シクロペンタジエニルタイプの配
位子上に有機的基を導入することによりその構造を更に調整するによって増大さ
せることができる。
【0034】 しかしながら、本発明より前に、メタロセン触媒の形状に対して中間の立体規
則性のポリプロピレンの物理特性を予想することは可能ではなかった。
【0035】 本発明のメタロセン触媒は、本明細書中で時々ハイブリッドポリマーと称され
る新規なプロピレンポリマーを生じさせるが、その立体規則性は高シンジオタク
チック(または高アイソタクチック)及びアタクチックの間にある。このように
して得られたポリマーは新規且つ有用な特性、例えば、高温での耐クリープ性ま
たは極伸び性を示すが、その特性はポリプロピレンにおいて以前に観察されてい
なかった。
【0036】 本発明の詳細な説明 本発明は、メタロセン触媒、これから作製される予定のメタロセン触媒につい
てもその形状を記述する簡単な、量的な(数的)手段を与える。この簡単な計量
パラメータを用いて、触媒分子の構造体中に存在している対称面に注目して、前
記触媒が高アイソタクチックポリプロピレン、高シンジオタクチック、またはア
タクチックであるポリプロピレンを生じるかどうか予測することが可能である。
本発明のポリマーは、従来の名称の何れによっても十分に記述されない特性を有
し、本明細書中、ハイブリッドポリマーと称されることがある。本発明はまた、
ポリ(1−オレフィン)の立体規則性の数的尺度を与える。
【0037】 上述のように、プロピレンホモポリマーを、それらの立体規則性に従って3つ
の広いカテゴリー:アイソタクチック、シンジオタクチック、及びアタクチック
に分けることができる。前者の2つの材料は、結晶性、高融点、普通の有機溶剤
中に不溶解性(且つ耐性がある)、剛性、強靭及び非粘着性である。それらは特
に、それらの高強度が有益である工学用途によく適している。
【0038】 これらは、上述のように、制限的なケースであり、それらは本質的に統計上の
用語で記載することができる。市販のアイソタクチックポリプロピレンは、90
%以上のmm含有量を有することがあり、市販のシンジオタクチックポリプロピ
レンは、70%以上のrr含有量を有することがある。アタクチックポリプロピ
レンは目下市販されていないが、従来技術におけるその記載は、mm及びrr含
有量が各々約25%である粘着性材料を指す。
【0039】 本発明は、mm含有量が25%〜(可撓性、粘着性のポリマーを形成すること
を特徴とする場合がある)65%より多い(高度の構造が引張り応力及び耐流れ
性などの物理特性に著しく寄与することができる)65%より大きい新規なプロ
ピレンポリマーの調製を目的としている。中間の立体規則性のポリマーはハイブ
リッドであってもよく、すなわちそれらは、例えば、強靭且つ粘着性である材料
など、高結晶性及び非晶質ポリマーの両方の特性のいくつかを結合することがで
きる。
【0040】 このようなハイブリッドポリマーを得るために、高アイソタクチック(または
高シンジオタクチックの)ポリプロピレン及びアタクチックポリプロピレンを作
製するために用いた触媒の間の中間の構造のハイブリッド触媒が必要とされる。
残念なことに、上述のように、このようなハイブリッド触媒の必要な特徴は、従
来技術の研究によって特定するのが難しいか、または不可能であった。発明に必
要とされ、また提供されるのは、低対称触媒(低A.P.)並びにそれらの形状
、例えば、点群の対称によって十分に記載され得なかった分子について記載する
手段である。
【0041】 2つのシクロペンタジエニルタイプの配位子が橋かけ基(bridging
group)によって接続されるメタロセン触媒が周知である。このような橋か
けは、前記の2つの配位子を互いに対して固定した位置に保持する。配位子の回
転が妨げられ、配位子上の置換基は分子構造体中で固定され、それ故に、触媒は
、永久的且つ特定の形状を有する。
【0042】 橋かけされたメタロセン触媒が用いられる時、重合の活動、すなわち、部分と
なるモノマー分子を成長ポリマー鎖に接合することは、メタロセン触媒分子のき
わめて特定の領域で起きる。例えば、タイプ(配位子)2ZrCl2のメタロセン
触媒において、重合の活動は、−ZrCl2領域の周りで起きる。配位子環基の すべての考えうる遊離部位に置換基を有する多数のメタロセン触媒が、記載され
ている。しかしながら、置換基が導入され得る多くの位置は重合部位(すなわち
、金属中心)から非常に離れているので、そこに配置された置換基は重合の立体
化学の結果にほとんどまたは全く影響を及ぼさない。本発明において、金属中心
から約5Åより離れて位置した置換基は考慮されない。例えば、C−9において
ブリッジに接続されたフルオレニル配位子において、C−1、C−2、C−7ま
たはC−8環位置に配置された置換基は、本質的に立体化学的な意味をもたない
。対照的に、C−4及びC−5位置は、重合が起こる金属原子に非常に近く、そ
こに位置した置換基の大きさ及び性質は、触媒の立体特異性の重要な決定要素で
ある。同様に、シクロペンタジエニル−ブリッジ−インデニル部分(ブリッジが
インデニル環基のC−1に接続されている)を含有する橋かけされたメタロセン
において、シクロペンタジエニル配位子のC−3またはC−4に位置した、また
はインデニル配位子のC−2、C−3、C−4、またはC−5に位置した置換基
が、第一に重要であると考えられる。
【0043】 シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニル、及びシクロペンタフェナ
ントリル配位子のための番号付け方法を以下に示す:
【0044】
【化2】
【化3】
【0045】 この発明の非対称な橋かけされたメタロセン触媒は、次のように非対称パラメ
ーター(A.P.)によって特徴づけることができる。タイプ{配位子1−橋か
け−配位子2}MX2のメタロセン触媒(MがTi、Zr、及びHfからなる群 から選択され、各Xが前に規定した通りである)については、A.P.は、例え
ば、オックスフォードモレキュラーインク製のCACheTM一式などのコンピュ
ータ支援分子モデリングによって確認したときの、より大きい配位子のファン・
デル・ワールス表面積の、より小さい配位子のファン・デル・ワールス表面積に
対する比である。それは常に連続しており、正の値、または1より大きい。前記
の配位子の表面積は、上述した非常に重要な位置(すなわち、前記金属中心から
約5Å未満である置換基)からの寄与を含む。他の位置の置換基は考慮されず、
水素原子がそれらの位置に存在すると考えられる。A.P.は、触媒の非対称度
の数的尺度を提供する。メタロセンのA.P.の値が大きくなると、それはより
非対称になる。個々の配位子の表面積は、それらのファン・デル・ワールス半径
に前記の成分原子を含む面積である。それらは、例えば、CACheTM分子モデ
リングプログラムを用いて容易に計算され得る。このプログラムはまた、非結合
斥力を最小にする最適化幾何学的配置の一定の位置に置換基を配置することを可
能にする。例えば、3−フェニルシクロペンタジエニルの配位子フラグメントの
表面積を計算するときに、5−及び6員環の環は共平面的ではない。フェニル環
は、水素原子間の好ましくない立体障害相互作用を低減させるようにシクロペン
タジエニル環の平面の外に回転させられている。A.P.値の計算方法を示すい
くつかの例は次の通りである。
【0046】 {flu−C24−flu}ZrCl2のA.P.は、両方の配位子が同じで あるため、定義によって1.00である。前記のバルキーであるが離れているt
−ブチル基は考慮されないので、それは、類似した{2,7−ジ−t−ブチル−
flu−C24−flu}ZrCl2についても1.00である。フルオレニル 及びインデニル基の表面積を計算すると、それぞれ、151及び112平方オン
グストロームである。このため、触媒{flu−C24−ind}ZrCl2及 び{flu−SiMe2−ind}ZrCl2の両方のA.P.は、151/11
2、または1.35である。
【0047】 我々は、触媒の形状(及びA.P.)を変える1つの有効な方法は、前記のフ
ルオレン環の1つの4及び5位置を(−CH2−)nまたは(−CH=CH−)m 、 (n=2、3、4、または5、m=1、2、3、または4)、環を形成する
ように互いに接続されているメチレンまたはビニレン基、によって結合すること
であることを発見した。不置換のフルオレン環に対して、これらの置換基はファ
ン・デル・ワールス表面積を増大させ、このため前記の配位子の置換フルオレン
部分をより大きくするので、非対称パラメーターを増大させる。表2において、
これらの部分はストラップ(STRAP)と称される。配位子分子の2つの部分
が、触媒分子の異なった部分の回転または運動を抑制する働きをすると共にそれ
に永久的且つ持続する形状を与えるブリッジと接続される。
【0048】 非対称触媒を提供する別の有効な手段は、タイプflu−ブリッジ−indの
配位子を用いることである。これは、(CH)41つのベンゾ環を2つの水素原 子によって置換することによる対称なfluブリッジflu配位子と関係がある
。また、前記の触媒分子は、非対称な、橋かけされていない触媒分子と対照をな
して持続する形状を有する。(1)及び(2)が非等価インデニルタイプの配位
子を示し、d,1及びメソ異性体(前者がアイソタクチック、後者がアタクチッ
クポリプロピレンを生じる)として存在する(ind(1)−橋かけ−ind(
2))MCl2触媒と異なり、このような異性はありえない。
【0049】 A.P.を立体規則性と関連づけるために、立体規則性指数、またはS.I.
と呼ばれる立体規則性の数的尺度は、次のように規定される。完全アタクチック
ポリマーにおいて、前記の2つのホモタクチックトリアド、mm及びrrが、各
々25%、等量で存在している。ポリマーの立体規則性が大きくになればなるほ
ど、mm及びrrの相対的な量は、一方が増加して他方より大きくなるように、
変化する。S.I. は、mmまたはrrの大きい方の、mmまたはrrの小さ
い方に対する比であり、常に正の値であり、1より大きい。S.I.は、モノマ
ーシークェンスの立体化学配列が、不規則な、アタクチックポリマーの1.00
からより立体規則性の大きいポリマーの特徴を示すより大きい値にどのようにシ
フトするかを数的に表す。例えば、(メチルアルミノキサンで活性化された)触
媒{flu−C24−ind}ZrCl2を用いて作製されたポリプロピレンの1 3 C NMR分析は、mm:mr:rr比が26:31:43であり、S.I. は43/26、または1.65であることを示した。
【0050】 S.I.は特定のポリマーがアイソタクチック、またはシンジオタクチックで
あるかどうか示さないが、S.I.値の後にSまたはIの文字を加えることによ
ってこれを示すことができる。上述の例において、ポリマーが1.65Sを有し
、高シンジオタクチックであることを示す。しかしながら、この区別は、高アイ
ソ−または高シンジオタクチックのポリマーが本発明の範囲外の特性、高結晶性
、不透明度、高融点、剛性及び芳香族及び脂肪族炭化水素への不溶性、を共有す
るため、S.I.値が大きい場合にはほとんど重要ではない。これらの特性は、
その立体規則性指数が約6.6より大きいポリプロピレンに生じ始める。
【0051】 メタロセン触媒の非対称パラメーターを、それが製造するポリプロピレンの立
体規則性指数に結びつけることができ、このためポリマーの物理的及び機械的特
性に結びつけることができる。非対称パラメーターが約1.0であるメタロセン
触媒で製造されたポリプロピレンは、本質的にアタクチックであり、立体規則性
指数が約1.0〜約1.3である。
【0052】 反応中心から非常に離れた(すなわち、5Åより大きい)位置に配置されてい
る大きなバルキー基が立体化学に無関係であることが、メタロセン触媒{(2,
7−R2flu)−C24−(flu)}ZrCl2(R=t−ブチルまたはp−
トリル)によって示される。これらは、S.I.値がそれぞれ1.26及び1.
08であるポリプロピレンを生じ、そのNMRスペクトルはアタクチックポリマ
ーのNMRスペクトルと一致していた。
【0053】 橋かけ要素の非対称は、重合の立体化学の結果にほとんど影響を及ぼさない。
例えば、触媒{flu−CH2−SiMe2−flu}ZrCl2で得られたポリ プロピレンはアタクチックであり、S.I.値が1.04である。
【0054】 メタロセン触媒の非対称パラメーターが約1.69より大きい時、生成ポリプ
ロピレンの立体規則性及び結晶性の両方が急激に上がる。これを図3及び表1に
示す。例えば、触媒{4−(1−ナフチル)−2,7−ジ−t−ブチル−flu
−C24−flu}ZrCl2(下記の18H、A.P.=1.70)は結晶性 の、非常に高アイソタクチックのポリプロピレンを生じ、mm:mr:rr 8
0:14:6(立体規則性指数=13.3)である。触媒{flu−CMe2− Cp (CMe2−Cp)}ZrCl2は更により非対称であり、A.P.値が2
.09の非常に大きい値である(下記の18E)。S.I.値が27.3である
高アイソタクチックポリプロピレンの製造が報告されている(エウェンら、『C
atalytic Olefin Polymerization』、T.ケイ
イ及びK.ソガ編、エルスヴィア(1990年)、439ページ)。
【0055】 従って、その非対称パラメーターに反映されるメタロセン触媒の形状は、ポリ
マー立体規則性及び結晶性の重要な決定要素である。A.P.値が約1.03〜
1.69の間である触媒は、ハイブリッドポリプロピレン、すなわち、アタクチ
ックまたは非常に立体規則性の材料のいずれかによって表される極値を特徴とと
して有さず、むしろ前記の2つの制限的なケースの中間である物理的及び機械的
性質を有するポリプロピレンの作製に有用であることがわかった。このような触
媒により、これらの2つの極値の間にある一連の特性を有する、一連の新規なポ
リプロピレンを合成により得ることができる。ハイブリッドポリマーは、いろい
ろなミクロ構造を有することができ、それらのS.I.値は1.30〜10.0
0に変化することができる。図3において、領域II、IV、V、VIIは、本
発明のこれらの新規な、ハイブリッドポリマーと関連していることが分かった非
対称パラメーター及び立体規則性指数の範囲を示す。
【0056】 この発明の触媒の多くはフルオレニル部分を含有するが、それらの存在は、請
求されたS.I.値の範囲のポリプロピレンを得るために必要ではない。これは
、6員環のベンゼン環が触媒により水素化される以下の実施例18−Vによって
示される。このようにして、それらは、シクロペンタジエニル環に接続した、テ
トラメチレン、(CH24部分になる。この例は、それが立体規則性を決定する
のは前記の触媒中のシクロペンタジエニルタイプの環の固有の性質ではないとい
う事実をはっきり示す。むしろ、立体規則性指数を制御するのは、その非対称パ
ラメーター(A.P.)によって表される(単一分子単位としての)触媒の形状
である。
【0057】 本発明に有用なメタロセン触媒を、{(配位子1)−橋かけ−(配位子2)} MX2によって概して表すことができ、 配位子1、配位子2、橋かけ、M、及びXは前に規定した通りであり、前記のメ
タロセン触媒は、1.03〜1.69の非対称パラメーターを示す。前記のメタ
ロセン触媒は、上に規定したようにプロピレンポリマーを提供する。好ましくは
、触媒は、以下の1つ以上を示す。 i)1.30〜10.00の立体規則性指数 ii)アイソタクチックまたはシンジオタクチックポリプロピレンのΔHfusの 50%より少ない融解熱(ΔHfus) iii)光学的透明性。
【0058】 好ましくは、本発明のメタロセン触媒は、構造: {配位子1−ブリッジ−配位子2}MX2、 を含み、 配位子1及び配位子2は異なっており、上述のように任意に置換基を有する、フ
ルオレニル、インデニル、4,5−ジヒドロシクロペンタフェナントリル、及び
シクロペンタフェナントリルからなる群から選択され、ブリッジがC24、Si
Ph2及びSi(CH32からなる群から選択され、MがZrであり、Xが独立 して、前に規定した群から選択され、触媒の非対称パラメーターは1.03〜1
.50である。
【0059】 好ましくは、メタロセン触媒は、配位子環上にいろいろな置換基を含み、一般
にアルキルまたはアルケニル基、好ましくは、C1〜C20アルキルが、触媒中の 金属含有反応性中心の付近(すなわち、5Å以内)に配置されている。
【0060】 約1.03〜1.50の非対称パラメーターを有する本発明のメタロセン触媒
を、それらがMX2角を二分する鏡映面を有するかどうかによって、以下、A及 びBと定める2つのクラスに分けることができる。この鏡平面は、図1において
シグマv(σv)によって表される。
【0061】 タイプAの触媒は、このような対称面を有する。それらは、その分子の重量分
布が、トルエン溶液のゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって算定され
るとき、一般に単峰である新規なポリプロピレンを生じさせる。これらのポリマ
ーは、高シンジオタクチックであり、%rr>%mmであり、それらは光学的に
透明であり、光透過度が大きい。それらは非晶質またはほんのわずかに結晶性で
あることがある。すなわち、それらは示差走査熱量測定(DSC)分析によって
または溶融吸熱を示さないか、または50%より少ない結晶性、好ましくは40
%より少ない結晶性に対応する吸熱を示すことがある。
【0062】 高アイソタクチックポリプロピレンの結晶性のパーセンテージは、100%結
晶性のアイソタクチックポリプロピレンの観察された融解熱(ΔHfus)の基準 融解熱(literature heat of fusion)に対する比に
大体等しい。高シンジオタクチックポリプロピレンの結晶性のパーセントを同様
に計算するが、その代わりに100%結晶性のシンジオタクチックポリプロピレ
ンについてΔHfusの基準値を用いる。更に、本発明のポリプロピレンは、ポリ プロピレンの何れの周知の純粋に結晶性の形についても融解温度より少なくとも
50℃低い温度で溶融転移を示す。すべて、約0℃のガラス転移を示し、実質的
に非晶質の特徴と一致した。更に、X線回折(XRD)パターンは、主な、非晶
質成分から生じる広い、無構造のピーク上に重ね合わせられた非常に微量の結晶
性成分による弱い、鋭いラインを示すことがある。
【0063】 触媒の設計及び重合条件によって(以下、参照)、タイプA触媒の使用により
得られる本発明のポリプロピレンのrr含有量は、約35%から65%より大き
い範囲に及ぶことがある。立体規則性指数は、1.30〜10.00、好ましく
は1.30〜7.00の範囲、最も好ましくは1.80〜6.30で変化するこ
とができる。これらのポリマーは室温でトルエンに可溶性である。後者の技術に
よって作られたフィルムは透明、弾性特性であり、曇りの形跡を示さない。引張
り応力、特に150℃の弾性率、結晶性、及び引張強度などのプロピレンポリマ
ーの特性は、rr含有量の小さな変化に非常に敏感であり、それによって急激に
増大することがいまや理解される。これは先行技術に教示されていない。
【0064】 本発明のポリマーの重量平均分子量は、70,000〜1,000,000、
好ましくは80,000〜750,000の範囲であり得る。
【0065】 これらのポリマーの重量平均分子量が約70,000〜200,000、より
好ましくは80,000〜200,000である時、前記のS.I.が2.5〜
4.0の範囲、好ましくは約3.0である時、前記材料は弾性且つ粘着性である
。それらを用いて、例えば、感圧接着剤を作製してもよい。
【0066】 分子量が増大するとき、意外な特性、高温での耐流れ性がこれらのエラストマ
ーに生じる。実例となる例として、S.I.が2.6である新規なポリプロピレ
ンがメタロセン触媒{CPA−C24−flu}ZrCl2(A.P.=1.0 8)(I)を用いて調製された(以下の表1において、18Qと称される)。
【化4】
【0067】 この化合物は、ビニレンまたは−CH=CH−”ストラップ”がフルオレン環
基の4及び5位置に接合する、組織名4H−シクロペンタ{d,e,f}フェナ
ントレン、略称CPAである1つの配位子を有する。図4において、得られたポ
リプロピレンの動的機械的分析は、ポリマーが約170℃まで流れを抑えること
を示すことが理解される。貯蔵弾性率(E’)及び温度の関係を示す曲線は、約
25℃〜170℃で広い、弾性のある安定期を示す。DMAスペクトルの1つの
解釈は、前記の材料が、架橋され、またはより軟質の連続した母材中で硬質な構
造的な、負荷支持相として含有されているかのように挙動するということであり
得る。しかしながら、前記のポリマーは、室温でトルエンで完全に可溶性であり
、架橋(crosslinking)と両立せず、それは溶融吸熱も鋭いX線回
折線も示さず、結晶性の欠如を示す。対照的に、アタクチックポリプロピレン及
び工業シンジオタクチックポリプロピレンの両方が約100℃で流れ始める。剪
断弾性率は、25〜150℃で6.0x105Paであり、150℃で3.0x 105Paのアタクチックポリプロピレンの剪断弾性率よりずっと大きい。前記 のポリマーは高弾性であり、歪み度10%の後に4.5%の非弾性変形を示した
にすぎない。
【0068】 ポリマー立体規則性が増大するとき、室温の剪断貯蔵弾性率(E’)が著しく
増加する。例えば、A.P.が1.13である(18T、以下)新規なメタロセ
ン触媒{H2CPA−SiMe2−flu}ZrCl2(II)(略語H2CPAは
、CPAのビニレン「ストラップ」の水素化を示す)を用いて作製した新規なポ
リプロピレンは、rr含有量が59%S.I.が5.9であるポリプロピレンを
生じる。
【化5】
【0069】 触媒の設計の微妙な変化は、押圧したフィルムのE値が13.0x106Pa である、室温でかなりより剛性であるポリマーをもたらす。それは、48℃で溶
融吸熱を示す。融解熱、12J/g、は、12/50または24重量%の結晶含
有量に相当する(50J/gは、完全シンジオタクチックポリプロピレンの基準
融解熱(ΔHfus)である)。前記の結晶性は、少量の配向されたシンジオタク チックポリプロピレン相のためである。大幅に、DSC及びX線回折の両方が、
結晶相が約60℃の温度で消失することを示したが、E’対温度のプロット(図
5)はまた、材料が流れ始める約50℃〜170℃で、値が2.20x106 Paである、再び広い、ゴム状の安定期を示す。50℃〜170℃で、E’対温
度のプロットは、図4の跡A、以下の表2の18Qに非常に似ており、ポリプロ
ピレンのS.I.が2.8であった。このため、これらの2つのポリマーによっ
て示される高温での耐流れ性を、本明細書におけるように、DSC及びX線回折
によっていままでその存在が評価されている結晶性に帰することはできない。理
論に縛られるわけではないが、我々が知るところでは一度も非晶質ポリプロピレ
ンについて報告されたことのないこの現象は、ナノ結晶性、すなわち、以前に重
要であると考えられていたよりもずっと小さい、多分150Åの結晶性または構
造秩序化ドメインのためであることがある。X線を回折させる小さい角度の光散
乱実験は、このポリマーの大きい微結晶(すなわち、約48℃で融解する微結晶
)の付加的な配向が延伸(stretch)によって達せられることを開示する
【0070】 このポリマーは非常に弾性であり、10%の歪み度まで伸ばした後に本質的に
非弾性変形を示さない。低融点成分が存在することにより、ポリマーに熱ヒート
シール適性が与えられる。前記の材料のフィルムは、約50℃より高い温度で互
いに融着され得る。
【0071】 ラーマンスペクトルを用いて、プロピレンポリマーのハイブリッド性質をキャ
ラクタリゼーションすることができる。200−500cm-1の骨格の延伸領域
のスペクトルを図6に示す。アタクチックポリプロピレン(以下の実施例18A
)は約400cm-1の広い散乱ピークを有し、結晶シンジオタクチックポリプロ
ピレン(実施例18E)は313cm-1の鋭いピークを有する。(以下の、実施
例18N及び18T)ポリマーのスペクトルは、同じ鎖中の、それぞれ、ヘテロ
タクチック及びホモタクチックシークェンスの両方による約400及び310c
-1の両方の帯域を示す。すなわち、単一鎖は、ポリマー塊から抽出された場合
、シークェンスの両方のタイプを含有するのが見られる。
【0072】 以下の表7は、本発明の新規な触媒によって得られたポリプロピレンの物理的
特性のいくつかをまとめる。
【0073】 注目すべき結果は、概して、結晶性(DSC及びXRDによって検出された)
が、S.I.指数が約3.9以上である時に存在しているということである。
【0074】 以下の表2のデータは、S.I.(及び%rr含有量)が触媒の設計及び重合
条件によって変化することを示す。それは、触媒の構造及び重合温度を変えるこ
とによりポリマーの立体規則性指数及びポリマーの物理的性質を変えることを示
す。
【0075】 いろいろな傾向が見いだされる。 (1)フルオレン配位子の4及び5位置を−CH2−CH2−単位によって結合す
ること(すなわち、以下の実施例18S、18T、及び18Uのジヒドロシクロ
ペンタフェナントレン)が、同じ位置に−CH=CH−単位を有する触媒(すな
わち、実施例18Q及び18Rのシクロペンタフェナントレン)より立体規則性
がある触媒(より高いS.I.及び%rr含有量)を提供する。両方の基は、4
位置の単一メチル基(18W)または更に、例えば、表2に示される一般式を有
し4,5−ジメチルフルオレニル基が(ストラップ)fluを置換する化合物に
見いだされるような4及び5位置の2つのメチル基よりも立体規則性を制御する
のに有効である。 (2)立体規則性及びポリマー分子量の両方とも、重合温度が上昇するときに減
少する(実施例18Q1対18Q2、18T1対18T2、18S1対18S2)。M w への温度の影響は、S.I.への影響よりずっと大きい。 (3)前記の2つの配位子を結合するSiMe2(Me=メチル)橋かけを有す る他の点では同一のメタロセン(実施例18R、18T、及び18U)は、−C
2−CH2−ブリッジを有するメタロセン(18Q及び18S)より立体規則性
が大きい。
【0076】 立体規則性指数のわずかな変化(及び%rr含有量)により、上述のように、
それらと共にポリマー特性の実質的な変化がもたらされる。従って、本発明の触
媒は、タイプA及びタイプBの触媒の両方を考慮に入れる時、rr含有量が29
〜73%、好ましくは29〜65%、36%の範囲のいろいろな新規なポリプロ
ピレンの合成を可能にする。これは、rr含有量がたったの8%の範囲(74−
82%)しか可能でない先行技術(米国特許第5,459,218号)の触媒と
対比して有利である。
【0077】 本発明のタイプAのメタロセンによって製造されるポリプロピレンのペンタッ
ド強度を、単一の触媒部位を用いて説明することができる。それらは、単一の、
Prの固有値、すなわち、プロピレンモノマーが成長ポリマー鎖に添加されるた
びに、シンジオタクチックのインサートが得られる可能性に基づいたベルヌーイ
統計値に従う。Pr値をモンテ・カルロ計算で用いて全−rシークェンスの長さ
分布及びそれらの重量パーセントの存在量を確認することができる。
【0078】 タイプBのメタロセンは、{R1−配位子1−ブリッジ−配位子2}ZrCl2 を有し、配位子1、配位子2、ブリッジ、及びR1は前に規定した通りである。 Cl−Zr−Cl角を二分する鏡映面は、タイプBメタロセンにはない。実際、
これらのメタロセンはC1点群の対称性を有する。13C NMR分析から推論す ると、本発明のタイプBメタロセンを用いて得られたポリマーのミクロ構造体は
、単一触媒活性部位を用いて説明されることができない。
【0079】 本発明のタイプB触媒を用いて得られたポリプロピレンは、高シンジオタクチ
ック−、または高アイソタクチックのどちらかであってもよい。それらは弾性特
性であるが、タイプA触媒を用いて得られた高分子量のポリマーに見いだされた
高温での耐流れ性に欠ける。表3は、タイプB触媒を用いて得られた結果をまと
める。前記のポリマーミクロ構造体は、すなわち、高シンジオタクチックであれ
高アイソタクチックであれ、インデニル環上の置換基の性質に及び、より驚くべ
きことに、インデニルと前記の配位子のインデニル及びフルオレニル部分を結合
する橋かけ部分の性質に予想外に依存して変化するように思われる。 mmmm
含有量が38%以上である、(上記の)コリンズらによって作製されたポリプロ
ピレンエラストマーと異なり、本発明の触媒を用いて作製された弾性ポリマーの
最大mmmm含有量は31%であり、mmトリアド含有量は24〜50パーセン
トの範囲であった。これは、区別でき、非常に異なっている材料が得られたこと
を表す。
【0080】 以下の表3に記載したポリマーはまた、大きい多分散性(PD)の値(すなわ
ち、2.5より大きい)、すなわち、重量平均分子量Mwを数平均分子量Mnに よって割った値、を示す。実際、GPC分析は、タイプB触媒を用いて得られた
ポリマーの分子量分布が実際に双峰であり、触媒18B及び18Iの場合、おそ
らく三峰であることを明らかにする。表3において、括弧に提供する値は各々の
主要な成分の組成物のパーセントを表す。すなわち、これらの触媒はポリプロピ
レンの2つの異なった種類を生じさせるように思える。前記の2つの種類は、そ
れらの、分子量及びピーク分子量Mpの分布によって区別できる。ポリマーの2 つの種類のいずれも、ポリマーのすべてがトルエンまたはヘプタンなどの炭化水
素に可溶性、またはそれらによって完全に抽出可能であるので、高立体規則性、
例えば、結晶性、の成分に相当しない。換言すれば、本発明の所与のの触媒によ
って製造されたポリプロピレンの2つの種類は、溶解度に従って分別されること
ができない。結晶性の有意のレベルが欠如することは、新規なポリマーの押圧さ
れたフィルムの透明度によって確認される。
【0081】 特に興味深いエラストマーがクラスBメタロセン{ind−C24−flu} ZrCl2を用いて製造される(実施例3、4及び18N)。それは、破断点 引張強さ及び(小さい歪みでの)引張弾性率がそれぞれ、718及び2300K
Paである。前記の材料は非常に弾性であるか、または伸張性がある。4,00
0%以上、破断することなく伸びが達せられ、最大5200%の伸びが達せられ
たが、前記の試料は破断しなかった。米国特許第5,595,080号には、伸
びについて最も高い既知の値として報告された3000%の最終伸びを有する異
なったクラスの触媒によって得られたプロピレンの異なったホモポリマーが記載
されている。
【0082】 本発明は、1−ヘキセン、1−オクテンまたは1−オクタデセンなどの、18
個までの炭素原子を含有する1−オレフィンの25モルパーセントまでとプロピ
レンとのヘテロポリマー、すなわち、コポリマーを含み、それらはポリマーをよ
り軟質にし、より可撓性にし、ガラス転移温度を下げるか、または高温でのそれ
らの流れ及び押出しを容易にするのに役立つ。従来技術に周知の1つ以上の粘着
性付与剤を、それらのガラス転移温度を下げるために前記のポリマーに加えても
よい。この発明の2つ以上のポリマーを混ぜ合わせて中間の特性を有するブレン
ドを提供することができる。似た結果が、この発明の2つ以上の触媒の存在下で
、上述のように任意のコモノマーとともに、プロピレンを重合させることによっ
て得られる。更に、Irganox 1010TMなどのいろいろな酸化防止剤を
、前記のポリマーの熱安定性を高めるために添加してもよい。
【0083】 タイプ{配位子1−ブリッジ−配位子2}MX2のメタロセンは、活性触媒を 生じるために活性化助触媒による処理を必要とする。XがCH3、CH265
たは他のアルキルまたはアラルキル基である時、いろいろな非配位アニオンの(
653C(+)塩を用いることができる。タイプR567QH(+)もまた
有用であり、Q=NまたはPであり、R5、R6及びR7が同一、または異なって いてもよく、C1〜C20直鎖基または分岐アルキル基、C6〜C20アリール、及び
3〜C8シクロアルキル基からなる群から選択される。具体例には、(n−C4 H9)3NH(+)、PhN(CH32H(+)及びPh3PH(+)がある。有
効な非配位アニオンには、(C65)4B(−)、(C653BCH3(−)及
びB11CH12(−)などがあるがこれらに制限されない。
【0084】 X=ハロゲンである時、好ましい活性剤化合物はアルミノキサンである。アル
ミノキサンはトリアルキルアルミニウムの部分的な、制御された加水分解によっ
て作製され、例えば、米国特許第4,752,597号、第10欄、6行目以降
を参照のこと。特に好ましいのはメチルアルミノキサン、(CH3AlO)xであ
り、トリメチルアルミニウムの制御された加水分解によって得られる。未反応の
トリメチルアルミニウムを、真空蒸留または従来技術に周知の他の方法によって
市販のメチルアルミノキサンから除去してもよいが、このような除去は、高活性
の触媒を得るために必要ではないことがある。確かに、トリアルキルアルミニウ
ム化合物を任意に触媒溶液またはモノマーに添加して外来の酸素または水などの
有害な不純物を除去することができる。メチルアルミノキサンを、Al:M(M
=ZrまたはHf)比が2:1〜2000:1になるように過剰に用いてもよく
、好ましい範囲は10:1〜1000:1である。
【0085】 前記の活性触媒は、トルエンまたはキシレンなどの非反応性溶剤及び、任意に
、ヘプタンまたはシクロヘキサンなどの非反応性炭化水素中でメタロセン及び活
性剤成分を配合することによって作製される。前記の活性触媒は、直接に用いら
れてもよく、またはシリカなどの固体担体上に含浸されてもよい。2つ以上のメ
タロセンを配合し、次いでこの混合物を活性剤成分で処理し、このようにして、
プロピレンと接触する時にポリマーブレンドを生じる触媒ブレンドを製造するこ
ともまた可能である。
【0086】 立体規則性及び分子量などのポリマー特性は、重合反応混合物中のプロピレン
濃度によって、また、反応中にそれがどのように変化するかによって非常に影響
されることがわかった。従って、この発明の触媒をいろいろな条件下で用いるこ
とができるが、それらは好ましくは、溶剤を用いずにポリプロピレンを作製する
ために用いられる。そのとき、プロピレンはモノマー及び希釈剤の両方の働きを
する。約12Mのその初期濃度は、ポリマーへの高変換が起こるまで、ほとんど
変化しない。これは、以下の実施例4及び18Nのケースであった。
【0087】 重合は、回分式スラリー、溶液またはバルク反応としてまたは連続プロセスと
して行なわれてもよい。連続重合において、プロピレン、コモノマー(もしあれ
ば)(上述のように)及び触媒を、生成物流れの反応領域から除去された量と等
しい量で反応器に連続的に供給する。触媒が固体担体上に担持される時、流動床
中の気相重合を行なうことができる。
【0088】 溶剤が添加されないポリプロピレンの作製プロセス、すなわち、プロピレンが
モノマー及び希釈剤の両方の働きをするプロセスが好ましい。溶剤を用いる時、
好ましくはそれらは炭化水素、より好ましくはトルエンまたはシクロヘキサンで
ある。この発明の新規なポリプロピレンを生じさせる重合は、69〜6890K
pa(約10〜1000psi)の圧力で行なわれてもよい。広範囲の反応温度
が可能であるが、−20℃〜約120℃が好ましい。任意に、水素ガスを添加し
て生成物の分子量を変更してもよいい。例えば、オレフィン−重合技術に周知で
あるように、水素ガスを触媒のオレフィン重合反応物に制御しつつ添加すること
により、水素を用いずに行なった同じ重合方法に対して、このようにして得られ
たポリマーの分子量を下げることができる。例えば、米国特許第3,051,6
90号の全体、特に実施例1−32を参照のこと。
【0089】 高温で加工した後、例えば、フィルムを約170℃で押圧した後、機械強度は
熱処理に依存した速度で生じる。前記のプロセスは、例えば、冷水中で短時間冷
却することによって、またはポリマーを冷却ロールの上に通すことによって、ま
たはMilladTM3905(ミリケンケミカルカンパニー製、ノースカロライ
ナ州、スパータンバーグ)などの結晶化助剤の少量を添加することによって、早
められてもよい。
【0090】 非対称性メタロセン、すなわち、A.P.が1.03より大きいメタロセンを
、異なった配位子、例えば、配位子1及び配位子2を用いて作製することができ
る。−SiMe2−ブリッジを含有するこのようなメタロセンは、(米国特許第 5,026,798号、実施例C、2部に記載されているように作製した){配
位子1}SiMe21などの化合物を配位子2の共役塩基と反応させることによ
り作製されてもよい。
【0091】 本発明はまた、タイプH{配位子1−C24−配位子2}Hの化合物の合成の
新規なプロセスについて記載する。例えば、トルエン、ヘプタンまたはシクロヘ
キサンなどの炭化水素溶剤またはこのような溶剤の混合物に溶かした、H{fl
u−CH2−CH2−OH}と略記した2−(9−フルオレニル)エタノールを、
ヒドロキシル基のプロトンを抜くために十分な塩基度を有する塩基のちょうど1
当量で処理した。n−ブチルリチウムが好ましい。次に、アルキルが1〜20個
の炭素原子を有する、高フッ素化アルキルスルホニルフルオリド、好ましくは、
fが1〜20個の炭素原子を有するアルキル基であるペルフルオロアルキルス ルホニルフルオリドRfSO2F、例えば、トリフルオロメタンスルホニルフルオ
リドとの反応により、H{flu−CH2−CH2−OSO2f}を生じる。第2
のステップにおいて、配位子2の共役塩基を用いてRfSO3 -を置換する。従っ て、例えば、flu−C24−OSO2CF3とシクロペンタフェナトレンのリチ
ウム塩との反応により、H{CPA−C24−flu}Hとして略記できる1−
(9−フルオレニル)−2−(シクロペンタフェナントレニル)エタンを生じさ
せる。
【0092】 上記の反応順序において、Rfは独立して、高フッ素化または過フッ素化アル キルラジカルからなる群から選択される。
【0093】 Rfアルキル基は、1〜20個の炭素原子を含有してもよく、1〜12個の炭 素原子が好ましい。Rf基鎖は、直鎖、分岐または環式であってもよく、好まし くは直鎖である。二価酸素、三価窒素または六価硫黄などのヘテロ原子またはラ
ジカルが主鎖に割り込んでいてもよいが、それは従来技術には公知である。Rf が環状構造体であるかまたは含有する時、このような構造体は好ましくは、5ま
たは6員環を有し、その1または2つがヘテロ原子であってもよい。ラジカルR f はまた、エチレン性または他の炭素−炭素不飽和を含まない。例えば、それは 、飽和脂肪族、脂環式、または複素環ラジカルである。「高フッ素化」の意味は
、鎖のフッ素化度が、過フッ素化鎖のフッ素化、すなわち、少なくとも75パー
セントのフッ素化に似た特性を鎖に提供するのに十分であることである。より詳
しくは、高フッ素化アルキル基は、鎖上の水素原子の総数の半分より多い数がフ
ッ素原子で置換されている。水素原子が鎖上に残っていてもよいが、すべての水
素原子がフッ素で置換されてペルフルオロアルキル基を形成するのが好ましく、
また、フッ素で置換された前記の少なくとも半分の他の、フッ素で置換されてい
ない何れの水素原子も臭素または塩素で置換されるのが好ましい。アルキル基上
の水素原子3個中少なくとも2個がフッ素で置換されていることがより好ましく
、水素原子4個中少なくとも3個がフッ素で置換されているのが更により好まし
く、すべての水素原子がフッ素で置換されて過フッ素化アルキル基を形成するの
が最も好ましい。
【0094】 驚くべきことに、本発明の方法によって作製されたトリフルオロメタンスルホ
ネートは、同じ化合物が0℃を超えると急速に分解した形で得られた以前に報告
された方法(リーガーら、Organometallics 13、647(1
994年))と対照的に、室温(23℃)で少なくとも2日間、安定している。
【0095】 室温で液体であるC49SO2Fなどの他のペルフルオロアルキルスルホニル フルオリドを、低沸点のCF3SO2Fの代わりに用いることができる。
【0096】 タイプH{配位子1−ブリッジ−配位子2}Hの化合物を、従来技術に以前か
ら知られている方法によって、それらのチタン、ジルコニウムまたはハフニウム
二ハロゲン化物錯体に変換することができる。説明に役立つ例として、H{CP
A−C24−flu}Hをブチルリチウムの2当量と反応させることにより、塩
Li2(CPA−C24−flu)を生じ、それをZrCl4またはZrCl4・ 2(テトラヒドロフラン)またはZrCl4・CH3OC24OCH3と反応させ る時、CPA−C24−flu}ZrCl2を供給できる。前記のメタロセンは 、微細粉体として得られる。それはジクロルメタン非反応性溶剤で抽出すること
によって塩化リチウム及び他の副生成物及び不純物から取り除くことができる。
しかしながら、この精製ステップは一般に必要ではなく、未精製メタロセンをそ
のまま用いて触媒を作製することができる。ブチルナトリウムまたはジブチルマ
グネシウム、またはベンジルカリウムなどの他の金属アルキル、または水素化カ
リウムなどの金属水素化物を、ブチルリチウムの代わりに用いてもよい。
【0097】 この発明のポリプロピレンは、接着剤、結合剤、及びフィルムとして用いるこ
とができる熱可塑性エラストマーを提供する。これらのポリマーは単独で用いら
れるか、またはカーボンブラック、ガラス繊維、金属粒子またはウィスカー、ま
たはセルロースなどの充填剤または補助剤と混合されてもよい。それらは、酸化
鉄などの着色剤及び顔料と組合せて用いてもよい。それらを、他のポリマー、こ
のようなポリヘキセンまたはポリオクテンとのブレンド、または結晶または非晶
質ポリプロピレンとのブレンド中に混和してもよく、またはこれらの同じポリマ
ーを有する多層の、積層構造体として混和してもよい。添加された補助剤または
充填剤の量は、所望の用途によって変化してもよい。
【0098】 本発明の目的及び利点を以下の実施例によって更に説明するが、これらの実施
例に挙げられた特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、この発
明を不当に制限するものと解釈されるべきではない。
【0099】 実施例 ルイジアナ州バトンルージュのアルベマーレ(Albemarle Corp
.)からトルエン中の30%溶液としてメチルアルミノキサンを得た。これを乾
燥無酸素トルエン(トリイソブチルアルミニウムから真空蒸留されたもの)で1
:2(v/v)に希釈して、1.7Mのアルミニウム濃度を有する溶液を生成さ
せた。
【0100】 特に指示しないかぎり、酸素を含まない乾燥した窒素の雰囲気内で反応を行っ
た。溶媒を用いる時、それをモレキュラーシーブで乾燥するか、あるいはナトリ
ウム−ベンゾフェノンからの蒸留によって精製した。錯化されていない有機配位
子を空気中で扱い精製したが、通常は大気の水分にある程度の反応性を示してい
たメタロセンを精製し、窒素充填乾燥箱に貯蔵した。
【0101】 特に指示しないかぎり、すべての化学物質をウィスコンシン州ミルウォーキー
のアルドリッチ・ケミカル(Aldrich Chemical Co.)から得
た。Ready et al.,J.Organomet.Chem.,21,
519(1996)の方法に準拠して化合物1−メチル−シリルインデンおよび
1−トリメチルシリルインデンを調製し、Greifenstein et a
l.,J.Org.Chem.,46,5131(1981)の方法に準拠して
1−フェニルインデンを調製した。
【0102】 使用前に、重合グレードのプロピレン(ニュージャージー州シーカクスのマシ
ソン(Matheson Gas Products))を直列に接続された2
つのMathesonモデル6406A清浄器に通した。
【0103】 Tonelli,「NMR Spectroscopy and Polym
er Microstructure:The Conformational
Connection」,VCH,Deerfield Beach,Fla
.(1989)の方法に準拠して、バリアン(Varian)XL−500分光
計(カリフォルニア州パロアルトのバリアン(Varian Associat
es INC.))でポリマーの1,2−ジクロロベンゼン溶液を用いて100
℃において、ペンタッドレベルにおけるポリマーのミクロ構造を決定する13
NMR分析を得た。
【0104】 外部Me4Si(1Hおよび13C)またはCFCl319F)に対するppmで NMR化学シフトを表現し、正のシフトは基準(reference)のダウンフィール ド(downfield)である。
【0105】 70eV電子線エネルギーを用いる電子衝撃モデルにおいて正のイオン質量ス
ペクトルを得た。高解像度厳密質量測定を得るために、3.0テスラ磁石付きの
Finningan FT/MSデュアルセルフーリエ変換質量分析計(カリフ
ォルニア州サンホセのフィニガン(Finningan))を利用した。350
℃に加熱された直接挿入プローブを用いることによりサンプルを質量分析計に導
入した。標準EI条件を用いて電子衝撃(EI)質量スペクトルデータを得た。
すべての質量スペクトルを3,000の最小解像力で得た。
【0106】 ジョルディ(Jordi Associates Inc.)(マサチュセッ
ツ州ベリングハム)500Aおよびポリスチレン標準試料で校正された混合層カ
ラムを装備したWater 150Cシステム(マサチュセッツ州ミルフォード
のウォーターズ(Waters Corp.))を用いる濾過溶液に対するゲル
透過クロマトグラフィー(GPC)によって、ポリマーに対する数平均分子量M
n、重量平均分子量Mwおよびピーク分子量Mpを測定した。特に注記しないか
ぎり、室温におけるトルエンを溶媒として用いた。
【0107】 可変入射スリット、グラファイト回折ビームモノクロメータ、および散乱放射
線の比例レジストリーを装備したPhilips垂直回折計(ニュージャージー
州モーワのフィリップス(Philips Electronic Instr
uments Co.))を用いる反射配置(geometry)において、広角X線散
乱(WAXS)データを集めた。用いた放射線は、45kVおよび35mAの発
生器設定による銅Kアルファであった。0.04度ステップサイズおよび4セカ
ンドカウントタイムを用いて、5〜55度(2シータ)の間でステップスキャン
を行った。高温スキャンの場合、白金ストリップファーニスおよびPaar H
TK温度制御器(バージニア州アシュランドのパール(Paar,Anton,
USA)を装備した類似の回折計を用いた。回折データを分析するために用いた
ソフトウェアは、Philips PC−APDであった。
【0108】 TAインストルメントモデル2920被変調示差走査熱分析計(デラウェア州
ニューキャッスルのTA Instruments,Inc.)を用いてDSC
データを得た。60秒ごとに+1℃の摂動振幅で5℃/minの直線加熱速度を
適用(apply)した。窒素雰囲気において−120℃〜200℃の範囲のサイク ル熱冷熱プロファイルにサンプルを供した。熱移動(heat flow)曲線を積分す ることにより融解熱(ΔHfus)を測定した。
【0109】 分子モデリングプログラムは、マッキントッシュコンピュータで動作したCa
Che(商標)Satellite、ProjectLeaderおよび分子メ
カニックスプログラム(すべてバージョン3.8)(英国オックスフォードのオ
ックスフォード(Oxford Molecular Ltd.))を用いた。
【0110】 当該技術分野で知られているように、触媒用の対イオンを変更できる。メタロ
セン触媒は、当該技術分野で知られているようにTi金属センター(centers) を含むこともできる。
【0111】 実施例1 2−(9−フルオレニル)エチルトリフルオロメタンスルホネート 90mLトルエン中の5gの2−(9−フルオレニル)エタノール、flu−
CH2−CH2−OH(Organometallics 13,647(199
4))において開示された方法によって調製されたもの)に、ヘキサン中のn−
ブチルリチウムの2.5M溶液を攪拌しながら添加した。反応混合物が薄いオレ
ンジ色になった時に添加を止めた。約10mLを要した。得られたLi{flu
−CH2−CH2−O}溶液をドライアイス−アセトン浴中で冷却し、真空移動に
よって、3.8gのフッ化トリフルオロメタンスルホニル、CF3SO2F(米国
特許第2,732,398号、実施例1に従って調製されたもの)を添加した。
室温に加温後、ポンプで吸引することにより、一切の未反応CF3SO2Fを除去
した。反応混合物の濾過、その後の溶媒の蒸発によって7.7g(95%)の無
色油として必要な化合物を得た。分光分析および化学分析によって必要な化合物
そのものであることを確認した。
【0112】 実施例2 {flu−C24−ind} 1−(9−フルオレニル−2−(1−インデニル)エタン 459mLトルエン中の21.0gの2−(9−フルオレニル)エタノールの
溶液に、ヘキサン中のn−ブチルリチウムの2.5M溶液40mLを攪拌しなが
ら滴下した。得られたLi{flu−CH2−CH2−O}溶液を−25℃より低
い温度に冷却した。その後、16.7gのCF3SO2Fを反応混合物に凝縮させ
た。温度を放置して25℃に上げ、反応混合物を6時間にわたり攪拌した。約1
0mLの液体をポンプでドライアイス−冷却トラップに送ることにより、未反応
CF3SO2Fを除去した。こうして得られたflu−CH2−CH2−OSO2C F3の溶液に、ジエチルエーテル100mL中の0.1モルインデニルリチウム の溶液を添加した。12時間にわたる攪拌後、真空下で溶媒を除去し、残留物を
沸騰ヘプタンから空気中で再結晶化させた。融点79〜80℃の白色微結晶固体
の収量は8.9g(29%)であった。分光分析および化学分析によって必要な
化合物そのものであることを確認した。
【0113】 実施例3 {flu−C24−ind}ZrCl2(以下の表1で18Nと指定されている ) ジエチルエーテル70mL中の1.54gの1−(9−フルオレニル−2−(1
−インデニル)エタン(実施例2)の溶液をヘプタン中の2.5M・n−ブチル
リチウム4mLで処理した。得られたオレンジ色の溶液を一晩攪拌し、その後、
溶媒を真空ラインにおいてポンプで吸引除去した。塩化ジルコニウム(1.17
g)および75mLのヘキサンを添加した。反応混合物を18時間にわたり激し
く攪拌し、その後濾過した。固体をジクロロメタン350mLで抽出した。濾過
された抽出物を蒸発させ、残留物を1:1(v/v)ジクロロメタン−ヘキサン
の10mL部分でスラリーにして、鮮やかなオレンジ色の粉末生成物0.61g
(26%)を生成させ、それをフィルターで集め、真空乾燥した。分光分析およ
び化学分析によって必要な化合物そのものであることを確認した。
【0114】 実施例4 {flu−C24−ind}ZrCl2を用いるプロピレンの重合 0.017gの{flu−C24−ind}ZrCl2(実施例3)を16m Lのメチルアルミノキサン溶液に溶解した。1時間後、溶液を10mLのトルエ
ンで希釈し、バルブ付きの100mLステンレススチール製シリンダーに移した
。シリンダーを窒素ガスで約5520KPa(800psi)に加圧し、逆さに
し、8℃の温度において1816gのプロピレンを含む反応器に取り付けた。こ
の反応器は約8Lの体積を有し、熱電対、攪拌機および重合温度を制御するため
に必要に応じて冷媒を循環できるジャケットを装備していた。反応器を真空ポン
プで排気し、その後、プロピレンを投入する前に窒素で戻した。シリンダー弁を
開け次第、触媒溶液を反応器に注入した。1時間にわたって温度を28℃に上げ
、ささらに4時間にわたりその温度に維持した。その後、未反応プロピレンを抜
くことにより反応を終わらせた。ポリマーの収量は533gであった。13CNM
R分析によると、8.7%mmmm、9.4%mmmr、7.6%rmmr、1
7.3%mmrr、10.3%rmrr/mmrm、20.0%rrrr、14
.1%mrrr、6.9%mrrm、25.7%mr、31.4%mrおよび4
3%rrであった。分光分析および化学分析によって必要な化合物そのものであ
ることを確認した。
【0115】 実施例5 {flu−C24−ind}HfCl2 70mLジエチルエーテル中の1.54gのflu−C24−ind(実施例
2)の溶液をヘキサン中の2.5M・n−ブチルリチウム4mLで滴下処理した
。反応混合物を一晩攪拌し、その後、溶媒を真空下で除去した。75mLヘキサ
ン中の1.6gのHfCl4のスラリーを添加し、反応混合物を23℃でさらに 72時間にわたり攪拌し、その後濾過した。保持された固体を300mLジクロ
ロメタンで抽出し、抽出物を蒸発させて粗固体を生じさせ、それをヘキサンの2
0mL5回分、20mLの2:1ヘキサン:ジクロロメタン、その後20mLヘ
キサンで洗浄した。真空乾燥後、オレンジ色の粉末固体生成物、{flu−C24−ind}HfCl2は、1.32g(47%)の重量であった。
【0116】 分光分析および化学分析によって必要な化合物そのものであることを確認した
【0117】 実施例6 CPA−SiMe2−flu テトラヒドロフラン50mLに溶解された2.85gのシクロペンタフェナン
トレンにヘキサン中の2.5M・n−ブチルリチウム6.0mLを添加すること
により、リチウムシクロペンタフェナントレン(Li(CPA))の溶液を調製
した。反応混合物を12時間にわたり攪拌し、その後、ジエチルエーテル50m
L中の3.87gの(9−フルオレニル)ジメチルクロロシラン、flu−Si
Me2Cl(米国特許第5,026,798号、実施例Cの方法により調製され たもの)の溶液で処理した。一晩攪拌後、1.5mLのメタノールを添加した。
溶媒を真空下で除去し、残留物をジクロロメタンで抽出した。珪藻土を通して抽
出物を濾過し、10mLのヘプタンを添加し、その後、溶液をロータリーエバポ
レータで徐々に濃縮した。ほぼすべてのジクロロメタンを除去した後、製品を白
色微結晶固体として分離し、それを濾過によって単離した。収量は3.9g(6
3%)で、融点は153〜154℃であった。分光分析および化学分析によって
必要な化合物そのものであることを確認した。
【0118】 実施例7 {CPA−SiMe2−flu}ZrCl2(以下の表1で18Rと指定されてい
る) 40mLジエチルエーテル中の1.65gのCPA−SiMe2−flu(実 施例6のように調製されたもの)の溶液をヘキサン中の2.5M・ブチルリチウ
ム3.2mLで処理することにより、Li2{CPA−SiMe2−flu}を 調製した。一晩攪拌後、溶媒を真空ラインで除去した。四塩化ジルコニウム(0
.93g)を添加し、混合物をドライアイス−アセトン浴で−79℃に冷却した
。−78℃に予め冷却された75mLのジクロロメタンを添加し、反応混合物を
一晩激しく攪拌すると共に冷却浴を室温に加温した。赤色の固体相を分離し、ジ
クロロメタンの100mL5回分で抽出した。濾過した抽出物を蒸発させ、残留
物をヘキサンで洗浄して、0.48g(24%)の赤色微結晶を生成させた。分
光分析および化学分析によって必要な化合物そのものであることを確認した。
【0119】 実施例8 プロピレンと1−オクテンの共重合 実施例4に記載されたように、反応器に封じ込められた48gの1−オクテン
と1816gのプロピレンの混合物に、0.018gの{CPA−SiMe2− flu}ZrCl2(実施例7)および21mLのメチルアルミノキサン溶液を 攪拌することにより調製された触媒を添加した。重合温度を4時間にわたり15
℃〜20℃の間で維持し、その後、反応を終わらせた。コポリマー生成物は95
0gの重量であり、1.1重量%(0.4モル%)オクテンを含有していた。13 C NMRによると、4.6%mmmm、8.6%mmmr、6.2%rmmr
、12.6%mmrr、19.1%rmmr/mmrm、9.5%rmrm、2
0.6%rrrr、14.2%mrrr、4.6%mrrm、19.4%mm、
41.2%mrおよび39.4%rrであった。分光分析および化学分析によっ
て必要な化合物そのものであることを確認した。
【0120】 プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセンまたはそれらの混合物とのコポリ
マーを、ここで用いたオクタンの代わりにそれらの1種以上を用いることにより
、この実施例のように調製した。
【0121】 実施例9 ジヒドロシクロペンタフェナントレン、H2CPA 2gのシクロペンタフェナントレン、0.2gの炭素担持10%パラジウムお
よび50mLのトルエンの混合物を水素下(69kPa)で水素吸収が止まるま
で約48時間にわたり攪拌した。珪藻土を通して濾過することにより触媒を除去
し、濾液を蒸発させた。残った粗生成物は1.97gの重量であった。−40℃
におけるヘプタンからの再結晶化によりそれをさらに精製して、1.8gの無色
板状粉を生成させた。分光分析および化学分析によって必要な化合物そのもので
あることを確認した。
【0122】 実施例10 {H2CPA−SiMe2−flu}ZrCl2(以下の表1で18Tと指定され ている) 実施例6に記載された方法によって、ジヒドロシクロペンタフェナントレン(
実施例9)および9−flu−SiMe2ClからH2CPA−SiMe2−fl uを調製した。ジクロロメタン−アセトン中の溶液から遅い回転蒸発によって粗
生成物を再結晶化させた。白色粉末固体の収率は58%であり、融点は155〜
156℃であった。分光分析および化学分析によって必要な化合物そのものであ
ることを確認した。
【0123】 実施例3に記載された方法によってこの化合物をメタロセン触媒{H2CPA −SiMe2−flu}ZrCl2に転化した。質量スペクトルによると、Clお
よびZrアイソトポマー(isotopomer)の正しい分布を有する分子イオンのクラ
スターが示された。
【0124】 実施例11 {2−メチルベンジズインデン−C24−flu}ZrCl2(以下の表1で1 8Dと指定されている) スターリング(Stehling)らにより「Organometallic
s」,13,964(1994)に記載された方法によって、異性体2−メチル
ベンズインデンの混合物を調製した。この材料3.6gの溶液を90mLジエチ
ルエーテルに溶解し、ヘキサン中の2.5Mブチルリチウム8mLの滴下により
リチウム塩に転化した。100mLトルエン中の20ミリモルのflu−CH2 −CH2−OSO2CF3(実施例1)に、これを添加した。一晩攪拌後、反応混 合物を濾過し蒸発させた。残留ゴムを300mL沸騰ヘプタンで抽出した。抽出
物を−5℃に冷却し、分離した黄色固体をフィルターで集めた。1:1(v/v
)トルエン−ヘプタンで溶離させる20.3×3.8cmシリカゲルカラムでの
クロマトグラフィーによって、固体をさらに精製した。溶離液の蒸発によって、
琥珀色の樹脂として3.6gの粗メチルベンズインデン−C24−fluを生成
させた。
【0125】 この粗付加体3.48gを50mLエーテルに溶解し、ヘキサン中の2.5M
ブチルリチウム7.5mLで処理した。一晩攪拌後、液相の大部分を皮下注射器
で除去した。ポンプで真空ラインにおいて吸引することにより残留物を乾燥し、
次に、ヘキサンで洗浄し、その後、50mLヘキサンおよび0.98gの四塩化
ジルコニウムを添加した。48時間にわたり攪拌後、反応混合物を濾過し、ジク
ロロメタンの50mL5回分で固体を抽出した。濾過した抽出物を蒸発させ、ヘ
キサンで洗浄して、鮮やかなオレンジ色の粉末として0.73gの生成物が残っ
た。分光分析および化学分析によって必要な化合物そのものであることを確認し
た。
【0126】 実施例12 {2−メチルベンズインデン−C24−flu}ZrCl2によるプロピレンの 重合 実施例11において得られたメタロセン触媒0.04gをメチルアルミノキサ
ン溶液15mLと共に攪拌することにより触媒溶液を調製した。触媒溶液を8℃
に保持された1816gのプロピレンに注入した。40分後、反応器内の温度を
26℃に上げ、4.5時間にわたりその温度を保持し、その後、重合反応を終わ
らせた。ポリマー生成物の収量は1534gであった。13C NMR分析による
と、30.9mmmm、14.2%mmmr、4.9%rmmr、16.2%m
mrr、8.3rmmr/mmrm、3.7%rmrm、7.1%rrrr、7
.8%mrrr、7.8%mrrm、50.0%mm、28.2%mrおよび2
1.8%rrであった。分光分析および化学分析によって必要な化合物そのもの
であることを確認した。ポリマーをソックスレー装置中の加熱ヘプタン(約95
℃)で抽出した。抽出されないで残った材料はなかった。回収は約95%であり
、5%は機械的損失が原因であった。回収されたポリマーの13C NMRのスペ
クトルは、実験誤差内で出発物質のスペクトルに一致し、不溶性結晶相が存在し
ないことを示すものであった。
【0127】 実施例13 {H2CPA−C24−flu}ZrCl2(以下の表1で18Sと指定されてい
る) 50mLジエチルエーテル中の15ミリモル(2.88g)のジヒドロシクロ
ペンタフェナントレン(実施例9)をヘキサン中の2.5M・n−ブチルリチウ
ム6mLで処理することにより、Li(H2CPA)のスラリーを調製した。5 0mLトルエンを添加して粘度を下げた。75mLトルエン中の15ミリモルf
lu−CH2−CH2OSO2CF3(実施例2)に、このスラリーを添加した。必
要な付加体H2CPA−C24−fluを無色結晶として得た。CH2Cl2−ア セトンからの再結晶化後に50%の収率を得た。分光分析および化学分析によっ
て必要な化合物そのものであることを確認した。
【0128】 実施例3に記載された方法によって、付加体をメタロセン{H2CPA−C2 4 −flu}ZrCl2に転化させた。洋紅色の微結晶の収率は50%であった。
分光分析および化学分析によって必要な化合物そのものであることを確認した。
【0129】 実施例14 {H2CPA−C24−flu}ZrCl2を用いるプロピレンの重合 A. 実施例4に記載された方法によって、0.022gの{H2CPA−C24−flu}ZrCl2をメチルアルミノキサン溶液15mLと共に攪拌するこ
とにより調製された触媒を1℃において1816gのプロピレンに添加した。7
分以内に、温度を23℃に上げ、冷媒の循環を開始した。68℃に達するまで温
度を継続して上げ、その後徐々に下げた。約3時間後、反応器をベントし、14
35gの無色で粘着性の弾性ポリプロピレンを取り出した。13C NMR分析に
よると、2.4%mmmm、6.0%mmmr、5.7%rmmr、12.2%
mmrr、20.8rmmr/mmrm、10.7%rmrm、20.8%rr
rr、15.8%mrrr、5.7%mrrm、14.0%mm、43.8%m
rおよび42.3%rrであった。
【0130】 B. 28℃における重合 試験Aの重合反応を繰り返したが、用いたメタロ
センの量を0.008gに減らした。反応器を取り巻くジャケットを通して冷媒
を循環することにより反応温度を約28℃に維持した。3時間後、未反応プロピ
レンを抜き、1748gの非粘着性の弾性ポリマーを反応器から取り出した。13 C NMR分析によると、0.9%mmmm、3.3%mmmr、6.0%rm
mr、11.4%mmrr、12.3%rmmr/mmrm、4.8%rmrm
、42.0%rrrr、17.1%mrrr、2.2%mrrm、10.2%m
m、28.5%mrおよび61.3%rrであった。分光分析および化学分析に
よって必要な化合物そのものであることを確認した。
【0131】 実施例15 {CPA−C24−flu}HfCl2 実施例2に記載された方法に従って、シクロペンタフェナントレンのリチウム
塩とflu−C24−OSO2CF3との反応によってトルエン−ヘプタンから5
1%収率で融点225〜227℃の無色針状物として、配位子CPA−C24
fluを得た。分光分析および化学分析によって必要な化合物そのものであるこ
とを確認した。
【0132】 50mLエーテル中で懸濁された1.0gの上述した付加体をヘキサン中の2
.5Mブチルリチウム2.1mLで処理した。12時間後、溶媒を真空ラインで
除去した。固体の四塩化ハフニウム0.83gおよび50mLのヘキサンを添加
した。反応混合物を24時間にわたり激しく攪拌した。微細なオレンジ色の粗生
成物を遠心分離によって単離し、ヘキサン、その後トルエンで洗浄し、真空乾燥
した。収量は0.8gであった。その後の重合反応において更に精製せずにメタ
ロセンを用いた。分光分析および化学分析によって必要な化合物そのものである
ことを確認した。
【0133】 実施例16 {CPA−C24−flu}HfCl2を用いるプロピレンの重合 実施例15において得たメタロセン0.025gをメチルアルミノキサン溶液
18mLと共に38分にわたり攪拌した。この混合物を0℃に保持された181
6gのプロピレンに添加した。反応器を放置して室温に加温し、その後、ベント
し開放した。こうして得られたポリマー43gを取り出した。13C NMR分析
によると、4.4%mmmm、6.3%mmmr、5.7%rmmr、12.3
%mmrr、15.9%rmmr/mmrm、8.4%rmrm、27.7%r
rrr、14.1%mrrr、5.2%mrrm、16.4%mm、36.6%
mrおよび47.0%rrであった。分光分析および化学分析によって必要な化
合物そのものであることを確認した。GPC分析によると、Mwは9.5E5、
Mnは3.2E5、Mw/Mnは2.84であった。
【0134】 実施例17 {CPA−C24−flu}ZrCl2(以下の表1で18Qと指定されている ) 70mLジメチルエーテル中の1.91gのCPA−C24−flu(実施例
15)の懸濁液に、ヘキサン中の2.5M・n−ブチルリチウム4mLを徐々に
添加した。オレンジ色の結晶固体が分離した。反応混合物を23℃で一晩攪拌し
、その後、溶媒を真空ラインで除去した。こうして得られた固体のジリチウム塩
を含む反応フラスコをアセトン−ドライアイス浴中で冷却し、1.17gの固体
ZrCl2を添加し、その後、−78℃に予め冷却された70mLジクロロメタ ンを添加した。反応混合物を一晩攪拌すると共に冷却浴を23℃に加温した。固
体相を遠心分離によって単離し、その後、ヘキサン、無水エタノールおよびヘキ
サンで逐次洗浄した。真空下で乾燥された鮮やかな赤色の固体生成物は1,53
g(57%)の重量であった。分光分析および化学分析によって必要な化合物そ
のものであることを確認した。
【0135】 実施例18 プロピレンの重合反応 実施例4に記載された方法によってプロピレンを25±10℃で重合した。2
0±10mgのメタロセンを用いた。厳密な量を選択することにより、温度の維
持ができ、激しすぎる反応を防止できた。これらの触媒、触媒のA.P.値およ
び生成物ポリマーのS.I.を以下の表に要約している。以下の表2は、クラス
A触媒で調製された幾つかのポリプロピレンに対する立体化学データおよび分子
量データを要約している。表2は、より高温およびより低温において実施された
重合反応からの結果も含んでいる。これは、異なる温度における反応を示す添字
(すなわち、1または2)によって表している。
【0136】 以下の表3は、クラスB触媒を用いて調製されたポリプロピレンの立体化学分
析を示している。この表は、これらのメタロセンの立体化学的優先性、すなわち
、シンジオタクチック多数ポリマーかアイソタクチック多数ポリマーのどちらが
形成されるかどうかが、触媒の構造的詳細によって予測不能にどのように異なる
かを示している。データは、二山分子量分布および表3の最後の2欄に示してい
る2つの分布のそれぞれのピーク分子量Mpを示している。
【0137】
【表1】
【表2】
【0138】
【表3】
【0139】
【表4】
【0140】 実施例19 ポリプロピレンの特性 反応温度を−20℃に維持したことを除き、触媒18Q1(フルオレニル−C2 4 −シクロペンタフェナントリル)ZrCl2)を用いて実施例4に記載された方
法によってポリプロピレンを調製した。表2に示した通り、得られたポリマーに
対するS.I.は42/15=2.8であり、より低温の反応(触媒18Q2( 反応温度=+10℃、S.I.=1.84)の使用から生成するポリマーに比べ
て)が、シンジオタクティシティーのより高い百分率を有するポリプロピレンを
生成したことを示すものであった。
【0141】 カーバー(Carver)油圧プレス(インジアナ州ウォバシュのカーバー(
Fred S.Carver,Inc.)モデル2699)を用いて、170℃
で2分にわたりプレスすることにより、触媒18Q1からの低温ポリマーのサン プルを薄いフィルムにプレスした。23℃に冷却された時、レオメトリックス(
Rheometrics)モデルRSAIIレオメータ(ニュージャージー州ピ
スカタウェーのレオメトリックス(Rheometrics Scientif
ic))を用いて1Hzにおいて動的メカニカル分析にフィルムの2つのサンプ
ルをそれぞれ−60℃および+250℃で供して、転移に及ぼす熱平衡の影響ま
たは焼鈍の影響を回避した。動的振動ひずみ振幅の調節によってサンプルの熱膨
張を補償した。
【0142】 図4は、サンプルの引張貯蔵弾性率(トレースA)、損失弾性率(トレースB
)、および損失係数すなわちタンデルタ(トレースC)を示している。図4のト
レースAで分かるように、触媒18Q1からの本発明のポリプロピレンは、−3 ℃〜+8℃の間で弾性率の急激な低下、その後、約175℃以下、より特に+8
℃〜+174℃の間で本質的に平らな驚くべき軌跡を示した。これは、WAXS
による測定可能なグロス結晶性もDSCによる検出可能な融点もないポリプロピ
レンでは前例のない特性である。
【0143】 トレースBは、このサンプルの損失弾性率を示しており、これは、変形された
時に熱を放散する材料の能力の測定値である。損失弾性率の温度につれた若干の
上昇は、温度の上昇に伴う構造秩序の損失を示すものであり、約180℃におけ
るトレースBの勾配の急激な変化は、溶融などの物理的変化を示すものである。
トレースCは、例えば、タンデルタとしても知られている、損失弾性率対引張貯
蔵弾性率の比(E’’/E’)を示しており、前の2つのトレースから全面的に
導かれる。
【0144】 弾性の平らな平坦域に対応する図4に示した引張貯蔵弾性率により、この実施
例のポリプロピレンに対する絡み合い分子量(Me)3620g/モルの計算が
可能である。この値は、純アタクチックポリプロピレンに対して予測された値、
すなわち、4650g/モル(Z.Xu,et al.,Advances i
n Polymer Science,Vol.120,Springer V
erlag,Berlin(1995),pp.1〜50)より小さい値である
【0145】 本発明のポリプロピレンのサンプルを150℃で60分にわたり更に焼鈍し、
その後、DMA分析の前に1℃/分で23℃に徐々に冷却した。DMA分析は、
ポリマーが非架橋ポリプロピレンのように挙動することを示すものであった。す
なわち、弾性率の平坦域に寄与しうる微細構造が遅い冷却プロセスによって形成
されることが妨げられたことを示すものであった。これは、広い温度範囲にわた
る弾性挙動の根源がポリプロピレンの比較的高い分子量だけのためではなく、合
理的に焼鈍前のサンプルの微小結晶性に原因していたことを示している。
【0146】 この実験は、例えば、本発明の18Q、18Q1、18R、18S、18T、 18Uを用いて調製されたポリプロピレンが、かつて記載されたことがない物理
的特性、すなわち、グロス結晶性の証拠なしに広い温度範囲にわたってゴム状弾
性挙動を示したことを証明するものである。理論により拘束されることを望まな
いが、計算された小さい絡み合い分子量と相俟って、この挙動は、極端に微細規
模の結晶性によって発生するほぼ完全な無限網目構造を暗示するものと考えられ
る。
【0147】 実施例20 ポリプロピレンについての弾性率の時間依存性 触媒18T1((フルオレニル−ジメチルシリル−4,5−ジヒドロシクロペ ンタフェナントリル)ZrCl2、25℃で重合、表3による)を用いて実施例 4の方法によってポリプロピレンを調製した。被変調示差走査熱分析(MDSC
)法(モデル2980、デラウェア州ニューキャッスルのTA Instrum
ents,Inc.)を介して48℃の融点を得た。市販されされているポリプ
ロピレン、レキセン(Rexene)(商標)D−100(メタロセン触媒から
のアイソタクチックポリプロピレン、テキサス州ダラスのレキセン(Rexen
e Corp.))、エクソン(Exxon)(商標)3505(チーグラーナ
ッタ触媒からのアイソタクチックポリプロピレン、テキサス州ヒューストンのエ
クソン(Exxon Chemicals Co.))のスペクトルと比較する
ことにより、WAXS法による分析においてサンプル中の結晶性の存在を確定し
た。
【0148】 176℃においてカーバー(Carver)プレス中でポリマーをプレスし、
その後23℃にフィルムを放冷することによりフィルムサンプルを調製した。そ
の後、レオメトリックス(Rheometrics)RSAII分析計を用いる
動的メカニカル分析によって長時間にわたりフィルムの部分の引張貯蔵弾性率を
測定した。分析の結果を以下の表4に示している。
【0149】
【表5】
【0150】 表4のデータは、驚くべきポリプロピレンの挙動を示している。すなわち、引
張貯蔵弾性率の増加が5日間で5倍である一方で、損失係数は変化がなかった。
レオメトリックス(Rheometrics)RSAII計器を用いる28日に
わたる熟成後のサンプルの引張貯蔵弾性率の測定は、図5に示したデータを明ら
かにした。そのデータは、表4において示された引張弾性率の増加に対応する、
約15℃〜45℃の間のトレースにおける新しく生じた肩部を明確に示している
。この第1の「ステップ」弾性率を用いて、170℃に至る最終のより高温の平
衡引張弾性率平坦域に対して示されたよりも高い程度の構造秩序を示す545の
絡み合い分子量を計算した。熟成されたサンプルに対するより高い分子量は、密
に架橋されたポリマーを暗示しうるものである。
【0151】 関連した研究において、(触媒18T1からの)同じポリプロピレンの部分を 窒素下で7〜10分にわたり170℃で焼鈍し、その後、10℃/分で冷却して
、サンプルの熱劣化を伴わずに過去の加熱および冷却履歴を抹消する過冷却プロ
セスを模した。焼鈍された材料に対する引張弾性率の増加は、45℃で70時間
にわたり続き、その間、引張弾性率は6.5から30MPaに増加した。熟成さ
れたサンプルのMDSC分析は48℃において融解吸熱を示し、融解エンタルピ
ーから24%の結晶度を推定した。WAXSとMDSCのデータは、熟成された
材料中のシンジオタクチック結晶性と合致した。
【0152】 触媒18T(50℃で重合)、18S(65℃で重合)および18Qならびに
実施例5において調製されたハフニウムメタロセン触媒から調製されたポリマー
について、経時的に組織化する本発明のポリプロピレンの能力を実証した。
【0153】 実施例21 ポリプロピレンの永久歪特性 市販されているゴム状ポリプロピレン(Rexene(商標)D−100)と
比較して、当該技術分野において記載された方法によって、実施例19および2
0において記載されたように調製された2種のポリプロピレン(すなわち、触媒
18Q1および18T1からのポリプロピレン、表2)を永久歪特性でさらに特徴
付けた。これらの特徴付けにおいて、所定の百分率の「永久歪」とは、特定の時
間にわたって特定の百分率の伸びで材料を引っ張った後、材料が、所定の百分率
だけ元の長さよりも長い長さで平衡になることを意味する。従って、10%の永
久歪とは、材料の最終長さが元の長さよりも10%長かったことを意味し、「ゼ
ロ」の永久歪とは、最終長さが元の長さと同じであったことを意味する。この特
徴付けに関するデータを以下の表5に示している。初期300%伸びを用いた米
国特許第5,549,080号、実施例33および初期100%伸びおよび初期
200%伸びを用いた欧州特許出願第707,016号、p.19に記載された
方法を用いた。
【0154】 以下の表5におけるデータは、本発明のポリプロピレンがより小さい永久歪、
すなわち、3つの方法のいずれによっても、市販の「弾性」ポリプロピレンより
も大きな弾性を示すことを示している。市販材料における75%永久歪は、本発
明のポリプロピレンにおいて見られなかった微結晶の塑性変形と解釈することが
できる。弾性は、例えば、接着剤のために用いられるポリマーにおいて重要且つ
有用な特性である。
【0155】
【表6】
【0156】 実施例22 ポリプロピレンの粘着性および接着性 同じ触媒であるが重合を+65℃(触媒18S1)および+28℃(触媒18 S2)で行った、触媒18S1および18S2(表2)から実施例4において記載 された方法によって調製されたポリマーを単離し、その後、以下に記載したよう
に配合した。
【0157】 触媒18S1(以後「ポリマーA」と呼ぶ)からのポリプロピレンは、80, 000の重量平均分子量および3.0のS.I.を有する粘着性のフィルム形成
材料であった。触媒18S2(以後「ポリマーB」と呼ぶ)からのポリプロピレ ンは、710,000の重量平均分子量および6.1のS.I.をもっていた。
実施例14において記載したように、ポリマーBは、ポリマーAの2倍のrrr
rペンタッドをもつことが分かった。70:30のA:B配合物および70:3
0のB:A配合物を調製し、被膜に増加した接着性を付与するためにスパッター
プラズマエッチングされたポリ(ブチレンテレフタレート)(PBT)上に2種
の厚さで塗布した。4つの配合に対する保持力データを、1インチ×1/2イン
チ(2.54cm×1.3cm)テープ上の1Kgの荷重について以下の表6に
示している。
【0158】 ハーク・ブラベンダー(Haake−Brabender)混合装置(ニュー
ジャージー州サウスハッケンサックのブラベンダー(C.W.Brabende
r Co.)の中で210℃で配合物を調製し、その後、177℃および575
kPaにおいて30分にわたりカーバー(Carver)プレスを用いてPBT
に融着させた。ASTM方法D3654M−88に準拠して保持力試験を行った
。表6のデータは、中程度から良の感圧接着剤を本発明のポリプロピレンから形
成したことと、ポリマーの大部分がより大きい重量平均分子量をもつ時に耐破断
性結合が生じたことを示している。結晶性ポリプロピレン、粘着性ポリ−1−ヘ
キセンおよびポリ−1−オクテンなどの多くの他のポリマーに本発明のポリプロ
ピレンを配合して、混合物の接着性能および混合物のレオロジーを調整した(す
なわち、ポリプロピレンおよび/または上述の混合物からホットメルト型接着剤
を調製した)。
【0159】
【表7】
【0160】 実施例23 Cs対称を有する触媒に基づくポリプロピレンの物理的特性 タイプA触媒とも呼ばれるCs対称を有する触媒を用いて調製された本発明の
ポリプロピレンにおいて観察された物理的特性の概要を以下の表7に示している
。カーバー(Carver)プレス中で175℃においてポリプロピレンをフィ
ルムにプレスし、フィルムを放置して短時間にわたり23℃に冷却することによ
りサンプルを調製した。表において、レオメトリックス(Rheometric
s)RSAII計器を用いて引張弾性率値を得た。シリーズ4200インストロ
ンキャピラリーレオメータ(マサチュセッツ州カントンのインストロン(Ins
tron Corp.)で長さ/直径比50:1の1mm直径キャピラリーを用
いて、押出粘度値を230℃(175℃のサンプル23Gを除く)で得た。マテ
リアルテストシステムモデル880サーボ油圧試験機(ミネソタ州ミネアポリス
のMTS SYSTEM Corp.)を用いて30.5cm/分のクロスヘッ
ド速度で引張強度および破断点伸び値を得た。非弾性値は、サンプルを元の長さ
の10%(MTSモデル880マシンも用いるASTM D1774−90)お
よび15%までそれぞれ引っ張り、23℃で3分にわたり保持し、その後、張力
を解除し、平衡長さにサンプルを回復させるプロトコールに関連したものである
。報告した数値は、張力解除後のサンプルの%永久伸びである。
【0161】 以下の表7に示したデータは、本発明のポリプロピレンが高度に弾性であり、
観察可能な降伏点をもたずに8.90MPa未満の引張強度を有するという観察
を65支持している。降伏点がないことは、測定可能なグロス結晶構造がないこと
を示すものであり、これらの弾性ポリマーがポリプロピレンの微小結晶によって
発生するほぼ完全な無限網目構造もつという結論をさらに支持するものであった
【0162】
【表8】
【0163】 実施例24 C1対称を有する触媒に基づくポリプロピレンの物理的特性 タイプB触媒とも呼ばれるC1対称を有する触媒を用いて調製された本発明の ポリプロピレンにおいて観察された物理的特性の概要を以下の表8に示している
。測定は実施例23に記載されたように行った。表8のポリプロピレンの幾つか
は、極めて大きい伸び率(破断点で伸びたもの)、すなわち、架橋されていない
または若干架橋された、あるいは不規則構造を有するポリマーの特性を示した。
表7(タイプA触媒)のデータとは異なって、表8に記載したポリプロピレンは
降伏点を示した。一般に、タイプB触媒を用いて調製されたポリマーは、タイプ
A触媒からのポリマーよりも小さい(ピーク)分子量をもっており、それは、表
8対表7の概ねより低い押出粘度値において反映された。
【0164】 表8のデータは、ポリプロピレンの特性に及ぼす触媒分子構造の影響のもう一
つの例も示している。触媒18Bを用いて得られたポリマーを触媒18Nを用い
て得られたポリマーと比較すると、降伏点および引張強度の大幅な低下が示され
ている。触媒18Bの分子構造は、インデニル配位子の3−位における大きな嵩
張ったフェニル基からなっており、そこでフェニル基は、やって来るプロピレン
モノマーと立体的に著しく相互作用するのに対して、触媒18Nは、3−位にお
いて小さい水素原子をもつにすぎなかった。触媒18Bを用いて調製されたポリ
マーの降伏点および引張強度の低下が、触媒18Nを用いて調製されたポリマー
のそれと比較して、ポリマーの構造秩序の低下のためであったと考えられる。
【0165】
【表9】
【0166】 本発明の種々の修正および変形は、本発明の範囲と意図から逸脱せずに当業者
に対して明らかになるであろう。本明細書において記載された以下の実施例に対
して本発明を不当に限定するべきではないことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来技術に周知の不置換の、橋かけされたビスフルオレニルメタ
ロセン触媒の対称要素を示す。
【図2】 メタロセン触媒の対称性と従来技術に周知の選択された触媒(2
0、21、22、23、24、25)のためのポリプロピレン立体構造との間の
関係を示す。
【図3】 本発明のメタロセン触媒−ポリプロピレン対について立体規則性
指数(S.I.)と非対称パラメーター(A.P.)との間の関係を示す。好ま
しい対は、領域II、IV、V、VII内にあり、より好ましい対は、領域II
、III、VI、VII内にある。
【図4】 動的な機械的分析スペクトル、本発明によるメタロセン触媒を用
いて調製したポリプロピレンについて温度による引張貯蔵弾性率E”、損失弾性
率E’及び損失正接(タンデルタ)の変化を示す(以下の実施例19を参照のこ
と)。
【図5】 本発明によるメタロセン触媒を用いて調製したポリプロピレンに
ついて23℃で28日間老化させた後の、温度による引張弾性率E’の変化を示
す(以下の実施例20を参照のこと)。
【図6】 本発明のポリプロピレン(18T及び18N)及び比較用のポリ
プロピレン(18A及び18E)のラーマン散乱跡を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,L U,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO ,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG, SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,U G,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 コルプ,ベイサント ブイ. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 (72)発明者 デューア,ブルック エフ. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ピー.オー.ボックス 33427 Fターム(参考) 4J028 AA01A AB00A AB01A AC01A AC08A AC10A AC26A AC28A BA00A BA01B BB00A BB01B BC15B BC25B EB02 EB04 EB05 EB07 EB09 FA01 FA02 FA04 FA06 FA07 FA09 GA01 GA06 GA15 GA19 GA26 4J100 AA01Q AA02Q AA03P AA04Q AA15Q AA16Q AA19Q CA01 CA04 CA10 DA01 DA22 DA39 DA41 DA62 FA04 FA10

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トルエン、キシレン、ヘプタンおよびヘキサンからなる群か
    ら選択される少なくとも1種の無極性有機溶媒に可溶であり、少なくとも70,
    000の分子量(Mw)を有し弾性特性であるプロピレンホモポリマーであって 、 a)それぞれがrまたはmダイアドのみを有し全部が20〜150オングスト
    ロームの範囲のヘリカル長さを有する3重量%より多く且つ45重量%以下のホ
    モタクチックシークェンスと、 b)下記1)および2)の合計が全組成物の55〜97重量%となる範囲にお
    いて、 1)それぞれがrまたはmダイアドのみを有しヘリカル長さが20オングス
    トローム未満であり、mmmmペンタッドが全組成物の0〜35重量%の範囲で
    存在して10個より少ない反復単位を有するホモタクチックシークェンスと、 2)異なる数のrおよびmダイアドを有するヘテロタクチックシークェンス
    とを 含むプロピレンホモポリマー。
  2. 【請求項2】 i)1.30〜10.00の間の立体規則性指数、 (ii)mm>rrの時に100%アイソタクチックポリプロピレンのΔHfu s の50%未満であるか、またはrr>mmの時に100%シンジオタクチック ポリプロピレンのΔHfusの50%未満である融解熱(ΔHfus)および iii)光学的透明性の特性の1つ以上を有する、請求項1に記載のポリマー
  3. 【請求項3】 式{配位子1−ブリッジ−配位子2}MX2 (式中、配位子1と配位子2は異なるものであり、その配位子は、 i)C1〜C4直鎖または分岐アルキル、 ii)C6〜C20アリール、 iii)C7〜C20アルキルアリール、 iv)C4〜C7シクロアルキル、 v)同じ環構造において隣接環または非隣接環の炭素原子を結合する(−CH 2 −)(ここでnは3、4または5である)または(−CH=CH−)m(ここで
    mは1、2、3または4である)、 vi)縮合芳香族環および vii)基i)〜iv)のいずれかによって置換された縮合芳香族環 からなる群から選択される基によって置換されることが可能である、シクロペ
    ンタジエニル(Cp)、インデニル(ind)、フルオレニル(flu)、4,
    5−ジヒドロシクロペンタフェナトリル(H2CPA)およびシクロペンタフェ ナントリル(CPA)環基からなる群から選択され、 前記ブリッジは、Cpおよびind配位子のC−1位置またはfluおよびC
    PA配位子のC−9位置で前記配位子1と前記配位子2を結合する結合基であり
    、 i)>CR12、 ii)>SiR12、 iii)−CR12−CR34−、 iv)−SiR12−SiR34−、 v)−CR12−SiR34−、 vi)−SiR12−CR34− からなる群から選択され(ここでR1、R2、R3およびR4は、同じまたは異な
    ることが可能であり、H、C1〜C20直鎖または分岐アルキル、C6〜C20アリー
    ルおよびC3〜C8シクロアルキルからなる群から選択される)、 Mは、Zr、HfおよびTiからなる群から選択される金属原子であり、好ま
    しくはジルコニウムであり、 Xは、Cl、Br、I、C1〜C20直鎖または分岐アルキル、C6〜C20アリー
    ル、C7〜C20アルカリールおよびC7〜C20アラルキルからなる群から選択され
    る) を有するメタロセン触媒によって調製される、請求項1に記載のポリプロピレ
    ンポリマー。
  4. 【請求項4】 29%〜73%の範囲のrrトライアド含有率を有すると共
    に、rrシークェンス%>mmシークェンス%であるrrシークェンスおよびm
    mシークェンスをさらに含む、請求項1に記載のポリプロピレンポリマー。
  5. 【請求項5】 1.30〜10.00の範囲、および選択的に1.30〜7
    .00の範囲の立体規則性指数を有する、請求項1に記載のポリマー。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の1種以上のプロピレンポリマーおよび任意
    に、ポリヘキセン、ポリオクテン、100℃より高い融点を有する結晶性プロピ
    レン、粘着性付与樹脂および酸化防止剤の1種以上を含むポリマーの配合物。
  7. 【請求項7】 式{配位子1−ブリッジ−配位子2}MX2 (式中、配位子1と配位子2は異なるものであり、その配位子は i)C1〜C4直鎖または分岐アルキル、 ii)C6〜C20アリール、 iii)C7〜C20アルキルアリール、 iv)C4〜C7シクロアルキル、 v)同じ環構造において隣接環または非隣接環の炭素原子を結合する(−CH 2 −)n(ここでnは3、4または5である)または(−CH=CH−)m(ここ でmは1、2、3または4である)、 vi)縮合芳香族環および vii)基i)〜iv)のいずれかによって置換された縮合芳香族環 からなる群から選択される基によって置換されることが可能である、シクロペ
    ンタジエニル(Cp)、インデニル(ind)、フルオレニル(flu)、4,
    5−ジヒドロシクロペンタフェナントリルおよびシクロペンタフェナントリル(
    CPA)環基からなる群から選択され、 前記ブリッジは、Cpおよびind配位子のC−1位置またはfluおよびC
    PA配位子のC−9位置で配位子1と配位子2を結合する結合基であり、 i)>CR12、 ii)>SiR12、 iii)−CR12−CR34−、 iv)−SiR12−SiR34−、 v)−CR12−SiR34−、 vi)−SiR12−CR34−からなる群から選択され (ここでR1、R2、R3およびR4は、同じまたは異なることが可能であり、H
    、C1〜C20直鎖または分岐アルキル、C6〜C20アリールおよびC3〜C8シクロ
    アルキルからなる群から選択される)、 Mは、Zr、HfおよびTiからなる群から選択される金属原子であり、好ま
    しくはジルコニウムであり、 Xは、Cl、Br、I、C1〜C20直鎖または分岐アルキル、C1〜C20直鎖ま
    たは分岐オキシアルキル、C6〜C20アリール、C7〜C20アルキルアリールおよ
    びC7〜C20アリールアルキルからなる群から選択される) を有し、1.3〜1.69の範囲の非対称パラメータを有するメタロセン触媒
    および活性化助触媒の存在下でプロピレンを重合するステップを含む、 前記触媒の非対称パラメータの増加につれて高まる1.30〜10.00の範
    囲の立体規則性指数(S.I.)を有する請求項1に記載のポリプロピレンの立
    体構造を制御する方法。
  8. 【請求項8】 炭素原子数2〜20のオレフィンコモノマーの存在下で前記
    プロピレンを重合する、請求項7に記載の制御方法。
  9. 【請求項9】 構造{配位子1−ブリッジ−配位子2}MX2 (式中、配位子1と配位子2は異なるものであり、その配位子は、置換および 非置換のシクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニルおよびシクロペンタ
    フェナントリル環基からなる群から選択され、ここで環基の置換基が存在する場
    合、それらは、 i)C1〜C4直鎖または分岐アルキル、 ii)C6〜C20アリール、 iii)C7〜C20アルキルアリール、 iv)C4〜C7シクロアルキル、 v)同じ環構造において隣接環または非隣接環の炭素原子を結合する(−CH 2 −)n(ここでnは3、4または5である)または(−CH=CH−)m(ここ でmは1、2、3または4である)、 vi)縮合芳香族環および vii)基i)〜v)のいずれか1つによって置換された縮合芳香族環 からなる群から選択され、 前記ブリッジは、 i)>CR12、 ii)>SiR12、 iii)−CR12−CR34−、 iv)−SiR12−SiR34−、 v)−CR12−SiR34−、 vi)−SiR12−CR34−からなる群から選択され (ここでR1、R2、R3およびR4は、同じまたは異なることが可能であり、H
    、C1〜C20直鎖または分岐アルキル、C6〜C20アリールおよびC3〜C8シクロ
    アルキルからなる群から選択される)、 Mは、Zr、HfおよびTiからなる群から選択される金属原子であり、Xは
    、Cl、Br、I、C1〜C20直鎖または分岐アルキル、C6〜C20アリール、C 7 〜C20アルキルアリールおよびC7〜C20アリールアルキルからなる群から選択
    される) を有するメタロセン触媒であって、M=Zr、ブリッジ=C24の時、コンポ
    ーネント(v)は(−CH2−)n(ここでn−3、4または5である)または(
    −CH=CH−)m'(ここでm’は2、3または4である)であることを条件と
    して、1.3〜1.69の非対称パラメータを示すオレフィン重合用のメタロセ
    ン触媒および活性化助触媒。
  10. 【請求項10】 請求項1に記載のプロピレンポリマーを生成させる、請求
    項9に記載のメタロセン触媒および活性化助触媒。
  11. 【請求項11】 配位子1と配位子2の少なくとも一方が、フルオレニル基
    を含む4,5−H−ジヒドロシクロペンタフェナントレンを含む、請求項9に記
    載のメタロセン触媒および活性化助触媒。
  12. 【請求項12】 ブリッジが>SiR12(式中、R1およびR2は、フェニ
    ルおよびメチルからなる群から選択される)である、請求項9に記載のメタロセ
    ン触媒および活性化助触媒。
  13. 【請求項13】 M=Zrである、請求項9に記載のメタロセン触媒および
    活性化助触媒。
  14. 【請求項14】 X=アルキルまたはアラルキル基である時、前記活性化助
    触媒が、非配位アニオンの(C653C(+)塩または式R123QH(+)
    (ここでQ=NまたはPであり、R1、R2、R3は前に定義された通りである) を有するオニウム化合物である、請求項13に記載のメタロセン触媒および活性
    化助触媒。
  15. 【請求項15】 X=ハロゲンであり、前記活性化助触媒がアルミノキサン
    化合物である、請求項13に記載のメタロセン触媒。
  16. 【請求項16】 {flu−C24−2−メチル−4,5−ベンジンデニル
    }ZrCl2、 {flu−SiMe2−CPA}ZrCl2、 {flu−SiPh2−CPA}ZrCl2、 {flu−C24−H2CPA}ZrCl2、 {flu−SiMe2−H2CPA}ZrCl2、 {flu−SiPh2−H2CPA}ZrCl2、 {ペルヒドロシクロペンタフェナントリル−C24−ペルヒドロフルオレニル
    }ZrCl2(ここでCPA=4H−シクロペンタフェナントリル、H2CPA=
    4,5−ジヒドロシクロペンタフェナントリル、flu=フルオレニル、Me=
    メチルおよびPh=フェニル)からなる群から選択される、請求項13に記載の
    メタロセン触媒。
  17. 【請求項17】 H{flu−C24−H2CPA}H、 H{flu−C24−2−CH3−4,5−ベンズインデン}H、 H{flu−SiR2−CPA}H、 H{flu−SiR2−H2CPA}H(ここでRはメチルまたはフェニル基で
    ある)からなる群から選択される式を有する物質の組成物。
  18. 【請求項18】 1)タイプ「H{配位子1−CH2CH2OH}」の化合物
    のヒドロキシル基からプロトンを抜くステップと、 2)前記プロトンを抜かれた化合物と高度に弗素化されたフッ化アルキルスル
    ホニルとを反応させてタイプ「H{配位子1−CH2CH2−OSO2f}」 (ここでRfは、50%より多いH原子が弗素原子によって置換されている、
    1〜20個の炭素原子および任意にO、NまたはSヘテロ原子を含む直鎖、分岐
    または環式のアルキル基である) の高度に弗素化されたアルキルスルホネートを得るステップと、 3)前記スルホネートとタイプ「配位子2−H」の化合物の共役塩基とを縮合
    するステップとを含む化学化合物を製造する方法であって、式 H{配位子1−CH2CH2−配位子2}H (式中、配位子1と配位子2は異なるものであり、置換および非置換のシクロ
    ペンタジエニル、インデニル、フルオレニルおよびシクロペンタフェナントレン
    環基からなる群から選択され、ここで環基の置換基が存在する場合、それらは、 i)C1〜C4直鎖または分岐アルキル、 ii)C6〜C20アリール、 iii)C7〜C20アルキルアリール、 iv)C4〜C7シクロアルキル、 v)同じ環構造において隣接環または非隣接環の炭素原子を結合する(−C
    2−)n(ここでnは3、4または5である)または(−CH=CH−)m(こ こでmは1、2、3または4である)、 vi)縮合芳香族環および vii)基i)〜v)のいずれか1つによって置換された縮合芳香族環 からなる群から選択される)を有する化学化合物を製造する方法。
  19. 【請求項19】 Rfが過フッ化アルキル基である、請求項18に記載の製 造方法。
  20. 【請求項20】 構造{配位子1−ブリッジ−配位子2}MX2(式中、配 位子1と配位子2は異なるものであり、置換および非置換のシクロペンタジエニ
    ル、インデニル、フルオレニルおよびシクロペンタフェナントレン環基からなる
    群から選択され、ここで環基の置換基が存在する場合、それらは、 i)C1〜C4直鎖または分岐アルキル、 ii)C6〜C20アリール、 iii)C7〜C20アルキルアリール、 iv)C4〜C7シクロアルキル、 v)同じ環構造において隣接環または非隣接環の炭素原子を結合する(−CH 2 −)n(ここでnは3、4または5である)または(−CH=CH−)m(ここ でmは1、2、3または4である)、 vi)縮合芳香族環および vii)基i)〜v)のいずれか1つによって置換された縮合芳香族環 からなる群から選択され、 前記ブリッジは、 i)>CR12、 ii)>SiR12、 iii)−CR12−CR34−、 iv)−SiR12−SiR34−、 v)−CR12−SiR34−、 vi)−SiR12−CR34−からなる群から選択され(ここでR1、R2
    3およびR4は、同じまたは異なることが可能であり、H、C1〜C20直鎖また は分岐アルキル、C6〜C20アリールおよびC3〜C8シクロアルキルからなる群 から選択される)、 Mは、Zr、HfおよびTiからなる群から選択される金属原子であり、 Xは、Cl、Br、I、C1〜C20直鎖または分岐アルキル、C6〜C20アリー
    ル、C7〜C20アルキルアリールおよびC7〜C20アリールアルキルからなる群か
    ら選択される)を有し、 1.3〜1.69の非対称パラメータを示すメタロセン触媒とプロピレンとを
    接触させることを含む、メタロセン触媒および活性化助触媒の存在下でポリプロ
    ピレンを製造する方法。
  21. 【請求項21】 前記触媒が{ind−C24−flu}ZrCl2であり 、前記ポリプロピレンポリマーがゴム弾性である、請求項20に記載の製造方法
  22. 【請求項22】 水素ガスを添加して製品の分子量を変更するステップを更
    に含む、請求項20に記載の製造方法。
  23. 【請求項23】 炭素原子数2〜20のオレフィンコモノマーの存在下で前
    記ポリプロピレンを重合する、請求項20に記載の製造方法。
  24. 【請求項24】 感圧接着剤を含む、請求項23に記載の物品。
  25. 【請求項25】 175℃以下の温度に対する貯蔵弾性率が本質的に平らな
    軌跡を生じ、破断を伴わない伸びが4,000%を越える、請求項1に記載のポ
    リプロピレン。
  26. 【請求項26】 トルエン、キシレン、ヘプタンおよびヘキサンからなる群
    から選択される少なくとも1種の無極性有機溶媒に可溶であり、少なくとも35
    ,000の分子量(Mw)を有し弾性特性であるプロピレンコポリマーであって 、 a)それぞれがrまたはmダイアドのみを有し全部が20〜150オングスト
    ロームの範囲のヘリカル長さを有する3重量%より多く且つ45重量%以下のホ
    モタクチックシークェンスと、 b)下記1)および2)の合計が全組成物の55〜97重量%となる範囲にお
    いて、 1)それぞれがrまたはmダイアドのみを有しヘリカル長さが20オングス
    トローム未満であるホモタクチックシークェンスと、 2)異なる数のrおよびmダイアドを有するヘテロタクチックシークェンス
    とを 含むプロピレンコポリマー。
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