JP2005152702A - マイクロミキサー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本体1、スペーサー2、蓋体3の3つの構成部分からなり、該本体および蓋体は少なくとも2種類の反応試剤導入口4,5と少なくとも1つの反応生成物の取り出し口6を有すると共に該本体には多段階の衝突混合が生起するように交互交替的に形成されている微細反応流路7が設けられ、かつスペーサーには反応試剤が通過することのできるスリット8が備えられているマイクロミキサー。
【選択図】図1
Description
この方法により得られるポリブタジエンは高いシス構造選択性(98%)とリビング重合性(分子量分布1.2)を有し、シクロペンタジエニル環上に導入された置換基によりポリマー中のシス構造含有率を任意に制御することが可能である。
したがって、以上のような問題を解決するためには従来のバッチ法による合成法とは全く異なる手法による大量合成法が強く要請されていた。
しかし、前述のメタロセン類を触媒とする共役ジエン系モノマーの重合におけるスケールアップ時の問題や室温程度でリビング重合を達成し狭い分子量分布を有するリビングポリ共役ジエンの製造を可能とするリビング重合触媒の調製に好適に使用されるマイクロミキサー類が未だ開発されていないのが現状である。
すなわち、本発明によれば以下の発明が提供される。
(1)少なくとも2種類の反応試剤を微細反応流路中において反応させるためのマイクロミキサーであって、該微細反応流路は多段階の衝突混合が生起するように交互交替的に形成されていることを特徴とするマイクロミキサー。
(2)本体、スペーサー、蓋体の3つの構成部分からなり、該本体および蓋体は少なくとも2種類の反応試剤導入口と少なくとも1つの反応生成物の取り出し口を有すると共に該本体には多段階の衝突混合が生起するように交互交替的に形成されている微細反応流路が設けられ、かつスペーサーには反応試剤が通過することのできるスリットが備えられていることを特徴とする上記(1)に記載のマイクロミキサー。
(3)反応試剤が、(a)少なくとも1つの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、(b)アルミノキサン、または該遷移金属化合物(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化合物であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の共役ジエン重合触媒調製用マイクロミキサー。
(4)(a)少なくとも1つの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、(b)アルミノキサン、または該遷移金属化合物(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化合物とを、上記(1)乃至(3)何れかに記載のマイクロミキサーを用いて反応させることにより生成する触媒の存在下に、共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及びそれと共重合可能な単量体を重合させることを特徴とする共役ジエン重合体の製造方法。
(5)重合温度が室温以上であることを特徴とする上記(4)に記載の共役ジエン重合体の製造方法。
また本発明の共役ジエン重合体の製造方法は、触媒として、該マイクロミキサー使用することにより得られる特有な共役ジエン重合用触媒を使用したことから、冷却のための温度制御を必要とすることなく、室温付近でリビング重合することができ、しかも狭い分子量分布を有するリビングポリ共役ジエン共重合体を得ることができる。
交互交替的微細反応流路7の形態としては、たとえば、図2のような形態のものが図示される。
図2の形態ものは、本体1の導入口から送液された反応試剤が、蓋体3の導入口から送液されスペーサーのスリットを通過した反応試剤が接触しその後本体に交互交替的に設置された流路で多段の衝突混合を繰り返す機構となっている。
一般式I:
示される(Cpはシクロペンタジエニル基を表す)。
一般式II:
(−Al(R2)O−)n
(R2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。R2はハロゲン原子および/またはR3O基で置換されたものであってもよい。R3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以上である)
[トリクロロシクロペンタジエニルチタンとメチルアルミノキサンからの重合触媒の調製及びブタジエンの重合]
[反応試剤]
反応試剤として、アルドリッチ社から購入したトリクロロシクロペンタジエニルチタンをトルエンから再結晶し充分に乾燥したものと、東ソーファインケム社から購入したメチルアルミノキサンのトルエン溶液を使用した。
触媒調製装置としては、図3に示されるような2台のシリンジポンプと1台のマイクロミキサーからなるシステムを用いた。
図3に示される2台のシリンジポンプ及び1台の本発明によるマイクロミキサーを配管で接続しシリンジポンプAから2.85x10―3mol/Lのトリクロロシクロペンタジエニルチタンのトルエン溶液、シリンジポンプBから2.85mol/Lのメチルアルミノキサンのトルエン溶液をそれぞれ1ml/minで送液しマイクロミキサーの取り出し口より流出してくる触媒溶液をアルゴンガス雰囲気下ガラスフラスコに貯留した。5mlの触媒溶液を調整後すぐにあらかじめ用意されたブタジエンの0.609mol/Lトルエン溶液(10.7mL)に注射器を用いて注入し20℃で重合を開始させた。5分間の重合時間の後、少量のメタノールを用いて重合を停止し、次いで重合溶液を大量の酸性メタノールに注ぎ込み、析出した白色固体をろ取、乾燥し、ブタジエン重合体を得た。重合体収率は32%であった。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)分析により測定した分子量分布(Mw/Mn)は1.03であった。なお、GPC分析には、カラムとして東ソー社製G−7000とG−5000を連結したものを用い、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(Mw/Mn)を求めた。
重合時間を10分間とした以外は、実施例1と同様の操作によりポリブタジエンを得た。重合収率51%、分子量分布は1.05であった。
重合時間を20分間とした以外は実施例1と同様の操作によりポリブタジエンを得た。重合収率76%、分子量分布は1.10であった。
ガラスフラスコ中で2.85mol/Lのメチルアルミノキサンのトルエン溶液2.5mlと2.85x10―3mol/Lのトリクロロシクロペンタジエニルチタンの2.5mlトルエン溶液を混合し5分間エージングして得られた触媒溶液を、内容積80mlの密封型耐圧ガラスアンプル中の、ブタジエンの0.609mol/Lトルエン溶液(10.7mL)に添加して20℃で重合を行った。10分間の重合時間の後少量のメタノールを用いて重合を停止し、次いで重合溶液を大量の酸性メタノールに注ぎ込み、析出した白色固体をろ取、乾燥し、ブタジエン重合体を得た。重合体収率は47%分子量分布は1.20であった。
Claims (5)
- 少なくとも2種類の反応試剤を微細反応流路中において反応させるためのマイクロミキサーであって、該微細反応流路は多段階の衝突混合が生起するように交互交替的に形成されていることを特徴とするマイクロミキサー。
- 本体、スペーサー、蓋体の3つの構成部分からなり、該本体および蓋体は少なくとも2種類の反応試剤導入口と少なくとも1つの反応生成物の取り出し口を有すると共に該本体には多段階の衝突混合が生起するように交互交替的に形成されている微細反応流路が設けられ、かつスペーサーには反応試剤が通過することのできるスリットが備えられていることを特徴とする請求項1に記載のマイクロミキサー。
- 反応試剤が、(a)少なくとも1つの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、(b)アルミノキサン、または該遷移金属化合物(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化合物であり、反応生成物が共役ジエン重合触媒であることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロミキサー。
- (a)少なくとも1つの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、(b)アルミノキサン、または該遷移金属化合物(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化合物とを、請求項1乃至3何れかに記載のマイクロミキサーを用いて反応させることによって生成する触媒の存在下に、共役ジエン単量体、または共役ジエン単量体及びそれと共重合可能な単量体を重合させることを特徴とする共役ジエン重合体の製造方法
- 重合温度が室温以上であることを特徴とする請求項4に記載の共役ジエン重合体の製造方法。
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