JP2017096666A - Method for measuring inner structure of polyolefin particles - Google Patents

Method for measuring inner structure of polyolefin particles Download PDF

Info

Publication number
JP2017096666A
JP2017096666A JP2015226437A JP2015226437A JP2017096666A JP 2017096666 A JP2017096666 A JP 2017096666A JP 2015226437 A JP2015226437 A JP 2015226437A JP 2015226437 A JP2015226437 A JP 2015226437A JP 2017096666 A JP2017096666 A JP 2017096666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyolefin particles
polyolefin
particles
amorphous
propylene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015226437A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
雅由 齋藤
Masayoshi Saito
雅由 齋藤
魚住 俊也
Toshiya Uozumi
俊也 魚住
菅野 利彦
Toshihiko Sugano
利彦 菅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toho Titanium Co Ltd
Original Assignee
Toho Titanium Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toho Titanium Co Ltd filed Critical Toho Titanium Co Ltd
Priority to JP2015226437A priority Critical patent/JP2017096666A/en
Publication of JP2017096666A publication Critical patent/JP2017096666A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method that can precisely and easily measure inner structure information, including the three-dimensional distributions in an amorphous part, a crystal part, and an empty part in the inside of polyolefin particles and the ratios of existence in the parts, while suppressing damages on the polyolefin particles at the measurement, even if the difference in density between the crystal part and the amorphous part is small and the measurement target is polyolefin particles with smaller X-ray absorption.SOLUTION: There is provided the method for measuring the inner structure of polyolefin particles, that uses an X-ray micro computer tomography for measuring polyolefin particles in which a dyeing agent made of a heavy metal compound is selectively introduced in an amorphous part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ポリオレフィン粒子の内部構造測定方法に関し、より具体的には、ポリオレフィン粒子内部の非晶部、結晶部および空隙部の三次元分布や各部の存在割合等の内部構造情報を測定する方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring the internal structure of polyolefin particles, and more specifically, a method for measuring internal structure information such as the three-dimensional distribution of amorphous parts, crystal parts and voids in polyolefin particles, and the existence ratio of each part. About.

近年、オレフィン類の重合触媒として、マグネシウム、遷移金属および電子供与体を必須成分として含むものが数多く提案されており、例えば、塩化マグネシウムやジエトキシマグネシウムなどのマグネシウム化合物を、アルコキシチタン化合物で全て溶解して均一溶液を形成し、その後析出させてなる遷移金属含有固体触媒が提案されている(例えば、特許文献1(特開昭62−18405号公報)または特許文献2(特開平3−72503号公報)参照)。   In recent years, many olefin polymerization catalysts have been proposed that contain magnesium, transition metals and electron donors as essential components. For example, magnesium compounds such as magnesium chloride and diethoxymagnesium are all dissolved in alkoxy titanium compounds. Thus, a transition metal-containing solid catalyst formed by forming a uniform solution and then precipitating is proposed (for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 62-18405) or Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-72503). Publication))).

ところで、オレフィン類を重合して得られるポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンや、α−オレフィンとプロピレンの共重合体等、種々存在しているが、これらポリオレフィン重合体の粒子内には、非晶部、結晶部および空隙部からなる三次元構造が構成されている。   By the way, there are various polyolefins obtained by polymerizing olefins, such as polyethylene, polypropylene, and copolymers of α-olefin and propylene. In these polyolefin polymer particles, amorphous parts are present. A three-dimensional structure composed of a crystal part and a void part is formed.

上記ポリオレフィン粒子における非晶部、結晶部および空隙部の三次元分布状態や各部の存在割合等の内部構造は、ポリオレフィンの製造工程や最終製品への加工工程、最終製品の機械的物性に対して大きな影響を与えるため、上記内部構造を簡便かつ的確に測定する方法が求められるようになっている。   The internal structure such as the three-dimensional distribution state of amorphous parts, crystal parts and voids in the above polyolefin particles, and the proportion of each part, etc., is related to the manufacturing process of polyolefin, the process of processing into the final product, and the mechanical properties of the final product. In order to exert a great influence, a method for measuring the internal structure simply and accurately has been demanded.

ポリオレフィン粒子の内部構造を確認する方法としては、ポリオレフィン粒子を直接、またはエポキシ樹脂等に埋包した状態で、常温または凍結下、ミクロトームやウルトラミクロトーム等を用いて試料を超薄切片状に加工し、透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型電子顕微鏡(SEM)などで観察するといった方法がある。   To confirm the internal structure of the polyolefin particles, the sample is processed into an ultrathin section using a microtome or ultramicrotome at room temperature or under freezing, with the polyolefin particles embedded directly or in an epoxy resin. There are methods such as observation with a transmission electron microscope (TEM) and a scanning electron microscope (SEM).

特開昭62−18405号公報JP-A-62-18405 特開平3−72503号公報JP-A-3-72503

しかしながら、上記試料を超薄切片状に加工する方法では、試料切削の際に応力が掛るため、比較的柔らかいポリオレフィン粒子には切削加工時の応力ダメージが残り、切断面から正確な内部状態を読み取ることが困難である。
また、エポキシ樹脂等に埋包した状態で超薄切片を作製する場合、切削加工時の応力ダメージは軽減されるものの、埋包に用いた樹脂とポリオレフィン粒子との境界が不鮮明になってしまう。
However, in the method of processing the sample into an ultra-thin section, stress is applied when cutting the sample, so stress damage during cutting remains on relatively soft polyolefin particles, and an accurate internal state is read from the cut surface. Is difficult.
In addition, when an ultrathin slice is produced in an embedded state in an epoxy resin or the like, although the stress damage during cutting is reduced, the boundary between the resin used for embedding and the polyolefin particles becomes unclear.

一方、近年の分析機器の目覚ましい進歩により、物体内部を容易に観察できる方法が開発されており、このような方法としては、例えば、集束イオンビーム法(いわゆるFIB法)、すなわち、装置真空室内に保たれた試料に、数nm〜数百nm径に集束したプラスの高電圧のガリウムイオンビームを照射し、試料表面から発生する二次イオンを信号とした走査イオン像(いわゆるSIM像)を観察する方法などが挙げられる。   On the other hand, due to remarkable advances in analytical instruments in recent years, a method for easily observing the inside of an object has been developed. As such a method, for example, a focused ion beam method (a so-called FIB method), that is, an apparatus vacuum chamber is used. The held sample is irradiated with a positive high-voltage gallium ion beam focused to a diameter of several nanometers to several hundred nanometers, and a scanning ion image (so-called SIM image) using secondary ions generated from the sample surface as a signal is observed. The method of doing is mentioned.

上記FIB法によれば、SIM像やSEM像を観察しながら任意領域にイオンビームを照射することはできるが、本発明者等が検討したところ、FIB法によりポリオレフィン粒子を観察した場合、断面像を詳しく観察しようとすると、イオンビーム照射時の熱エネルギーを除熱しきれず、観察部分(ビーム照射部)が溶けてしまうことが判明した。このため、ポリオレフィン粒子の内部構造をFIB法で正確に把握することは困難である。
また、FIB法では、一度に加工できる面積が小さく、数ミリ以上の大きさを有するポリオレフィン粒子を切断・解析する為に長時間を要し、簡便な測定であるとは言い難い。
According to the FIB method, it is possible to irradiate an ion beam to an arbitrary region while observing a SIM image or an SEM image. However, as a result of investigation by the present inventors, a cross-sectional image is obtained when polyolefin particles are observed by the FIB method. When it was tried to observe in detail, it was found that the heat energy at the time of ion beam irradiation could not be removed and the observation part (beam irradiation part) was melted. For this reason, it is difficult to accurately grasp the internal structure of the polyolefin particles by the FIB method.
Also, the FIB method requires a long time to cut and analyze polyolefin particles having a small area that can be processed at a time and having a size of several millimeters or more, and is not easily measured.

一方、試験片の切断装置として、アルゴンイオンビームを用いるイオンスライサやクロスセクションポリッシャを用いる方法も知られており、一度に加工可能な面積はガリウムイオンビームを用いるFIB法よりも広く、内部断面構造を広く把握するために有効な分析方法である。
上記の如き装置を用いて試験片を切断する場合、アルゴンイオンビーム照射時の熱ダメージを低減するため、一般的には、シリコーンウエハー等の熱伝導に優れた遮蔽板を用いる。
しかしながら、本発明者等の検討によれば、観察用試料としてポリオレフィン粒子を用いた場合、上記遮蔽板を用いても、切断面(イオンビーム照射面)が溶けてしまうことが判明した。
このため、アルゴンイオンビームを用いる切断方法を用いても、ポリオレフィン粒子の内部構造を把握することは依然として困難である。
On the other hand, a method using an ion slicer using an argon ion beam or a cross-section polisher is also known as a specimen cutting device, and the area that can be processed at a time is wider than the FIB method using a gallium ion beam, and the internal cross-sectional structure It is an effective analysis method for grasping widely.
When the test piece is cut using the apparatus as described above, a shielding plate excellent in heat conduction such as a silicone wafer is generally used in order to reduce thermal damage during irradiation with the argon ion beam.
However, according to the study by the present inventors, it has been found that when polyolefin particles are used as an observation sample, the cut surface (ion beam irradiation surface) is melted even if the shielding plate is used.
For this reason, even if it uses the cutting method using an argon ion beam, it is still difficult to grasp | ascertain the internal structure of polyolefin particle | grains.

このように、従来の方法は、測定に長時間を要し、かつ、試料を切断、破壊する方法であるため、簡便な方法であるとは言い難い。さらに、ポリオレフィン粒子への熱ダメージが大きく、粒子内部の正確な情報を、再現性良く得ることが困難であるとともに、得られる情報は二次元投撮影に過ぎず、部分的な内部構造情報しか得られないことから、ポリオレフィン粒子全体の内部構造を、正確に把握できていなかった。
このため、ポリオレフィン粒子全体の三次元構造を、試料を切断、破壊することなく簡便に、かつ精度よく観察する方法が求められていた。
As described above, the conventional method requires a long time for measurement and is a method of cutting and destroying the sample, and thus is not a simple method. In addition, heat damage to polyolefin particles is large, and it is difficult to obtain accurate information inside the particles with good reproducibility. The information obtained is only two-dimensional projection, and only partial internal structure information can be obtained. As a result, the internal structure of the entire polyolefin particle could not be accurately grasped.
For this reason, there has been a demand for a method for observing the three-dimensional structure of the entire polyolefin particle simply and accurately without cutting or destroying the sample.

このような状況下、本発明は、観察時におけるポリオレフィン粒子への熱ダメージを解消し、ポリオレフィン粒子内部における非晶部、結晶部および空隙部からなる三次元分布や、各部の存在割合等の内部構造情報を、簡便かつ的確に評価する方法の提供を目的とするものである。   Under such circumstances, the present invention eliminates thermal damage to the polyolefin particles during observation, and the three-dimensional distribution of amorphous parts, crystal parts and voids inside the polyolefin particles, and the internal ratio of each part, etc. The object is to provide a method for simply and accurately evaluating structural information.

上記技術課題を解決するために、本発明者等は、X線マイクロコンピュータトモグラフィー(X−ray Micro Computed Tomography)を用いてポリオレフィン粒子を観察する方法を着想した。   In order to solve the above technical problem, the present inventors have conceived a method of observing polyolefin particles using X-ray Micro Computed Tomography.

X線マイクロコンピュータトモグラフィー装置の原理は、病院の医療機器として利用されているCTスキャンの原理と同じであり、X線マイクロコンピュータトモグラフィーを用いた測定方法においては、試料にX線を照射した際、X線吸収量の変化を画像コントラストの変化に変換・可視化することができ、係る技術をポリオレフィンの内部構造の測定に適用し得ると考えられた。   The principle of the X-ray micro computer tomography apparatus is the same as that of a CT scan used as a medical device in a hospital. In the measurement method using the X-ray micro computer tomography, when a sample is irradiated with X-rays, It was considered that the change in the amount of X-ray absorption can be converted and visualized as the change in image contrast, and that such a technique can be applied to the measurement of the internal structure of polyolefin.

しかしながら、本発明者等が検討したところ、一般にX線の吸収は、試料の密度と厚みに比例して強くなることから、金属のような密度が高くさらに厚みがある試料では、X線の吸収が強くなるが、ポリオレフィン粒子のように密度が低く、さらに厚みも薄い試料においては、X線の吸収が弱くなることが判明した。   However, as a result of studies by the present inventors, X-ray absorption generally increases in proportion to the density and thickness of the sample. Therefore, in a sample having a high density, such as a metal, and X-ray absorption, However, it has been found that X-ray absorption is weak in a sample having a low density and a small thickness such as polyolefin particles.

さらに、本発明者等が検討したところ、結晶性ポリオレフィンの密度は、ポリエチレン(PE)が0.90g/cc〜0.96g/cc、ポリプロピレン(PP)が0.85g/cc〜0.95g/ccであるのに対し、オレフィン共重合体などの非晶性ポリオレフィンの密度は、0.86g/cc〜0.87g/ccであって、その密度範囲が相互に近接していることが判明した。
一般的にX線を光源とする装置を用いて可視化する(結晶性ポリオレフィンと非晶性ポリオレフィンとを区別して視認する)ために必要な密度差は、0.05g/cc〜0.10g/ccか、それ以上であることから、上記のような密度が近接している成分は、両者を区別することが大変困難になる。
Furthermore, when the present inventors examined, as for the density of crystalline polyolefin, polyethylene (PE) 0.90g / cc-0.96g / cc, polypropylene (PP) 0.85g / cc-0.95g / cc. The density of amorphous polyolefin such as olefin copolymer is 0.86 g / cc to 0.87 g / cc, whereas the density range is close to each other. .
In general, the density difference required for visualization using an apparatus using X-rays as a light source (visually distinguishing between crystalline polyolefin and amorphous polyolefin) is 0.05 g / cc to 0.10 g / cc. However, since it is more than that, it is very difficult to distinguish the components having close densities as described above.

このような状況下、本発明者等がさらに鋭意検討したところ、ポリオレフィン粒子の非晶部を選択的に染色した上で、X線マイクロコンピュータトモグラフィーを用いて測定することにより上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至ったものである。   Under these circumstances, the present inventors conducted further diligent investigations, and as a result of selectively staining the amorphous part of the polyolefin particles, the above technical problem was solved by measuring using X-ray micro computer tomography. The present invention has been found out, and the present invention has been completed based on this finding.

すなわち、本発明は、
(1)重金属化合物からなる染色剤を非晶部に選択的に導入したポリオレフィン粒子を、X線マイクロコンピュータトモグラフィーを用いて測定することを特徴とするポリオレフィン粒子の内部構造測定方法、
(2)前記重金属化合物が四塩化ルテニウムである上記(1)に記載のポリオレフィン粒子の内部構造測定方法、
(3)前記ポリオレフィン粒子が、ポリプロピレンを含むものであるか、エチレンまたは炭素数4〜8のα−オレフィンを含有するプロピレン−α−オレフィン共重合体を含むものである上記(1)または(2)に記載のポリオレフィン粒子の内部構造測定方法、
(4)前記ポリオレフィン粒子が、エチレン−プロピレン共重合体を0.05〜70質量%含むものである上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポリオレフィン粒子の内部構造測定方法、
を提供するものである。
なお、以下、X線マイクロコンピュータトモグラフィーを、適宜、XMCTと称するものとする。
That is, the present invention
(1) A method for measuring the internal structure of a polyolefin particle, wherein polyolefin particles into which a staining agent comprising a heavy metal compound is selectively introduced into an amorphous part are measured using X-ray microcomputer tomography,
(2) The method for measuring the internal structure of the polyolefin particles according to (1), wherein the heavy metal compound is ruthenium tetrachloride,
(3) The polyolefin particles described above in (1) or (2), wherein the polyolefin particles contain polypropylene, or contain a propylene-α-olefin copolymer containing ethylene or an α-olefin having 4 to 8 carbon atoms. Method for measuring the internal structure of polyolefin particles,
(4) The method for measuring the internal structure of a polyolefin particle according to any one of (1) to (3), wherein the polyolefin particle contains 0.05 to 70% by mass of an ethylene-propylene copolymer,
Is to provide.
Hereinafter, the X-ray micro computer tomography is appropriately referred to as XMCT.

本発明によれば、ポリオレフィン粒子内の非晶部に、重金属化合物からなる染色剤を選択的に導入後、XMCTにより測定することで、X線吸収が弱いポリオレフィン粒子において、内部の、しかも密度差が小さい結晶部および非晶部を観察対象とした場合であっても、試料を切断、破壊することなく、かつ、観察時におけるポリオレフィン粒子へのダメージを抑制しつつ、ポリオレフィン粒子内部の非晶部、結晶部および空隙部からなる三次元分布や、各部の存在割合等の内部構造情報を簡便かつ的確に評価することができる。   According to the present invention, after selectively introducing a staining agent comprising a heavy metal compound into an amorphous part in a polyolefin particle, and measuring by XMCT, the polyolefin particle having weak X-ray absorption has an internal density difference. Even when the crystal part and the amorphous part are small, the amorphous part inside the polyolefin particle without cutting or destroying the sample and suppressing damage to the polyolefin particle at the time of observation. In addition, it is possible to simply and accurately evaluate the internal structure information such as the three-dimensional distribution including the crystal part and the void part and the existence ratio of each part.

XMCT装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a XMCT apparatus. 実施例1で得られたXMCT分析の三次元画像である。3 is a three-dimensional image of XMCT analysis obtained in Example 1. FIG. 実施例1で得られたXMCT分析のヒストグラム画像である。6 is a histogram image of XMCT analysis obtained in Example 1. FIG. 比較例1で得られたXMCT分析の三次元画像である。3 is a three-dimensional image of XMCT analysis obtained in Comparative Example 1. 比較例1で得られたXMCT分析のヒストグラム画像である。6 is a histogram image of XMCT analysis obtained in Comparative Example 1. 実施例2で得られたXMCT分析の三次元画像である。3 is a three-dimensional image of XMCT analysis obtained in Example 2. FIG. 実施例3で得られたXMCT分析の三次元画像であるIt is a three-dimensional image of XMCT analysis obtained in Example 3

本発明に係るポリオレフィン粒子の内部構造測定方法は、重金属化合物からなる染色剤を非晶部に選択的に導入したポリオレフィン粒子を、X線マイクロコンピュータトモグラフィーを用いて測定することを特徴とするものである。   The method for measuring the internal structure of polyolefin particles according to the present invention is characterized in that polyolefin particles in which a dyeing agent comprising a heavy metal compound is selectively introduced into an amorphous part are measured using X-ray micro computer tomography. is there.

本発明において、測定対象となるポリオレフィン粒子は、特に制限されないが、上記ポリオレフィン粒子を構成する重合体としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等から選ばれる一種以上のオレフィンの重合体を挙げることができ、中でもエチレンおよびプロピレンが好ましく、プロピレンが特に好ましい。   In the present invention, the polyolefin particles to be measured are not particularly limited. Examples of the polymer constituting the polyolefin particles include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, and vinylcyclohexane. Examples thereof include polymers of one or more olefins selected from the group consisting of ethylene and propylene, and propylene is particularly preferable.

本発明のポリオレフィン粒子を構成する重合体は、共重合体であってもよく、係る共重合としては、プロピレン−α−オレフィン共重合体であることが好ましく、プロピレン−α―オレフィンブロック共重合体であることが好ましい。
なお、本出願書類において、ブロック共重合体とは、2種以上のモノマー組成が連続して変化するセグメントを含む重合体であって、モノマー種、コモノマー種、コモノマー組成、コモノマー含量、コモノマー配列、立体規則性などポリマーの一次構造の異なるポリマー鎖(セグメント)が1分子鎖中に2種類以上繋がっている形態のものを意味する。
The polymer constituting the polyolefin particles of the present invention may be a copolymer, and the copolymer is preferably a propylene-α-olefin copolymer, and a propylene-α-olefin block copolymer. It is preferable that
In the present application documents, the block copolymer is a polymer including a segment in which two or more types of monomer compositions continuously change, and includes monomer type, comonomer type, comonomer composition, comonomer content, comonomer sequence, This means that two or more types of polymer chains (segments) having different primary structures such as stereoregularity are connected in one molecular chain.

プロピレン−α−オレフィン共重合体において、プロピレンと共重合されるオレフィン類としては、エチレンまたは炭素数4〜8のα−オレフィンであることが好ましく、具体的には、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ビニルシクロヘキサン等から選ばれる一種以上を挙げることができる。プロピレンと共重合されるオレフィン類としては、とりわけ、エチレンまたは1−ブテンが好適である。   In the propylene-α-olefin copolymer, the olefin copolymerized with propylene is preferably ethylene or an α-olefin having 4 to 8 carbon atoms, specifically, ethylene, 1-butene, 1 -One or more types selected from -pentene, 4-methyl-1-pentene, vinylcyclohexane and the like can be mentioned. As the olefins copolymerized with propylene, ethylene or 1-butene is particularly preferable.

ポリオレフィン粒子を構成する重合体が、プロピレン−α−オレフィン共重合体である場合、共重合としては、共重合体中に、エチレンまたは炭素数4〜8のα−オレフィンを0.1〜50モル%含有するものであることが好ましく、0.1〜40モル%含有するものであることがより好ましく、0.1〜30モル%含有するものであることがさらに好ましい。   When the polymer constituting the polyolefin particles is a propylene-α-olefin copolymer, the copolymer is 0.1 to 50 mol of ethylene or an α-olefin having 4 to 8 carbon atoms in the copolymer. %, More preferably 0.1 to 40 mol%, and even more preferably 0.1 to 30 mol%.

ポリオレフィン粒子を構成する重合体としては、ポリプロピレンや、エチレンまたは炭素数4〜8のα−オレフィンを0.1〜30モル%含有するプロピレン−α−オレフィン共重合体が好ましい。   As the polymer constituting the polyolefin particles, polypropylene or a propylene-α-olefin copolymer containing 0.1 to 30 mol% of ethylene or an α-olefin having 4 to 8 carbon atoms is preferable.

また、ポリオレフィン粒子は、プロピレン−α−オレフィン共重合体を0.05〜70質量%含むものが好ましく、0.1〜60質量%含むものがより好ましく、0.1〜50質量%含むものがさらに好ましい。
上記プロピレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体が好適である。
The polyolefin particles preferably contain 0.05 to 70% by mass of propylene-α-olefin copolymer, more preferably 0.1 to 60% by mass, and more preferably 0.1 to 50% by mass. Further preferred.
As the propylene-α-olefin copolymer, an ethylene-propylene copolymer is suitable.

ポリオレフィン粒子は、平均粒径が100〜5,000μmであるものが好ましく、平均粒径が200〜4,000μmであるものが好ましく、平均粒径が300〜3,000μmであるものがさらに好ましい。   The polyolefin particles preferably have an average particle size of 100 to 5,000 μm, preferably have an average particle size of 200 to 4,000 μm, and more preferably have an average particle size of 300 to 3,000 μm.

なお、本出願書類において、ポリオレフィン粒子の平均粒径は、画像解析式粒子径分布測定装置(Retsch TECHNOLOGY社製、モデル:CAMSIZER)を用いて測定したときに得られる、体積基準積算粒度分布の積算粒度で50%の粒径(D50)を意味するものとする。   In addition, in this application document, the average particle diameter of polyolefin particle | grains is the integration | accumulation of a volume reference | standard integrated particle size distribution obtained when it measures using an image-analysis type | formula particle size distribution measuring apparatus (the Retsch TECHNOLOGY company make, model: CAMSIZER). It shall mean 50% particle size (D50).

本発明において、測定対象となるポリオレフィン粒子は、オレフィン類を、有機溶媒の
存在下または不存在下に重合させたものでよく、気体状および液体状のいずれのオレフィン類を重合させたものであってもよい。
In the present invention, the polyolefin particles to be measured may be those obtained by polymerizing olefins in the presence or absence of an organic solvent, and those obtained by polymerizing either gaseous or liquid olefins. May be.

本発明において、測定対象となるポリオレフィン粒子は、例えば、オートクレーブ等の反応炉内において、オレフィン類重合用触媒の存在下、オレフィン類導入し、加熱、加圧状態下に重合することにより得ることができる。   In the present invention, the polyolefin particles to be measured can be obtained, for example, by introducing olefins in the presence of an olefin polymerization catalyst in a reactor such as an autoclave and polymerizing under heating and pressure. it can.

上記ポリオレフィン粒子の作製に使用するオレフィン類重合用触媒としては、特に限定されず、例えば、(A)金属酸化物や金属ハロゲン化合物等の支持体に、チタンなどの遷移金属化合物とさらに必要に応じ内部電子供与性化合物とを担持してなる固体触媒成分、(B)有機アルミニウム化合物およびさらに必要に応じ(C)外部電子供与性化合物を含む固体触媒や、メタロセン触媒などの均一系遷移金属触媒等を挙げることができる。   The olefin polymerization catalyst used for the preparation of the polyolefin particles is not particularly limited. For example, (A) a support such as a metal oxide or a metal halogen compound, a transition metal compound such as titanium, and further if necessary. Solid catalyst component supporting an internal electron donating compound, (B) a solid catalyst containing an organoaluminum compound and, if necessary, (C) an external electron donating compound, a homogeneous transition metal catalyst such as a metallocene catalyst, etc. Can be mentioned.

上記オレフィン類を重合する際の重合温度は、通常200℃以下であるが、100℃以下が好ましく、活性や立体規則性の向上の観点からは、60〜100℃がより好ましく、70〜90℃がさらに好ましい。また、上記オレフィン類を重合する際の重合圧力は、10MPa以下が好ましく、5MPa以下がより好ましい。
また、連続重合法、バッチ式重合法のいずれでも可能である。更に重合反応は一段で行ってもよいし、二段以上で行ってもよい。
The polymerization temperature for polymerizing the olefins is usually 200 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower, more preferably 60 to 100 ° C., and 70 to 90 ° C. from the viewpoint of improving activity and stereoregularity. Is more preferable. The polymerization pressure when polymerizing the olefins is preferably 10 MPa or less, and more preferably 5 MPa or less.
Moreover, any of a continuous polymerization method and a batch type polymerization method is possible. Furthermore, the polymerization reaction may be performed in one stage or in two or more stages.

ポリオレフィン粒子を構成する重合体が、プロピレン−α−オレフィン共重合体である場合、プロピレン−α−オレフィン共重合体を作製するためのプロピレンと他のα−オレフィン類とのブロック共重合反応は、通常、本発明のオレフィン類重合用触媒の存在下、前段でプロピレン単独あるいは、プロピレンと少量のα−オレフィン(エチレン等)とを接触させ、次いで後段でプロピレンとα−オレフィン(エチレン等)とを接触させることにより実施することができる。なお、上記前段の重合反応を複数回繰り返し実施してもよいし、上記後段の重合反応を複数回繰り返し多段反応により実施してもよい。   When the polymer constituting the polyolefin particles is a propylene-α-olefin copolymer, the block copolymerization reaction of propylene and other α-olefins for producing the propylene-α-olefin copolymer is: Usually, in the presence of the catalyst for olefin polymerization of the present invention, propylene alone or propylene and a small amount of α-olefin (ethylene, etc.) are contacted in the former stage, and then propylene and α-olefin (ethylene, etc.) are brought into contact with the latter stage. It can implement by making it contact. The preceding polymerization reaction may be repeated a plurality of times, or the latter polymerization reaction may be repeated a plurality of times by a multistage reaction.

プロピレンと他のオレフィン類とのブロック共重合反応は、具体的には、前段で(最終的に得られる共重合体に占める)ポリプロピレン部の割合が所望割合になるように重合温度および時間を調整して重合を行ない、次いで後段において、プロピレンおよびエチレンあるいは他のα−オレフィンを導入し、(最終的に得られる共重合体に占める)エチレン−プロピレンゴム(EPR)などのゴム部割合が所望割合になるように重合する。
前段及び後段における重合温度は共に、200℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましく、重合圧力は10MPa以下が好ましく、5MPa以下がより好ましい。
Specifically, in the block copolymerization reaction of propylene with other olefins, the polymerization temperature and time are adjusted so that the proportion of the polypropylene portion (occupying the copolymer finally obtained) becomes the desired proportion in the previous stage. Then, in the subsequent stage, propylene and ethylene or other α-olefin are introduced, and the ratio of the rubber part such as ethylene-propylene rubber (EPR) (occupying in the finally obtained copolymer) is a desired ratio. Polymerize to become.
The polymerization temperature in the former stage and the latter stage is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or lower, and the polymerization pressure is preferably 10 MPa or lower, more preferably 5 MPa or lower.

上記共重合反応においても、連続重合法、バッチ式重合法のいずれの重合法も採用することができ、重合反応は1段で行なってもよいし、2段以上で行なってもよい。   In the above copolymerization reaction, either a continuous polymerization method or a batch polymerization method can be employed. The polymerization reaction may be performed in one stage or in two or more stages.

また、重合時間(反応炉内の滞留時間)は、前段または後段の各重合段階のそれぞれの重合段階で、あるいは連続重合の際においても、1分間〜5時間であることが好ましい。   Further, the polymerization time (residence time in the reaction furnace) is preferably 1 minute to 5 hours in the respective polymerization stages of the preceding stage or the subsequent stage, or also in the continuous polymerization.

オレフィン類の重合方法としては、シクロヘキサン、ヘプタン等の不活性炭化水素化合物の溶媒を使用するスラリー重合法、液化プロピレン等の溶媒を使用するバルク重合法、実質的に溶媒を使用しない気相重合法が挙げられ、バルク重合法または気相重合法が好適であり、後段の反応は一般的にはEPRのPP粒子からの溶出を抑える目的から気相重合反応であることが好ましく、これ等の重合法を多段組み合わせてもよく、例えば前段でプロピレン重合を行い、後段でエチレンープロピレン共重合を行うことにより、エチレン−プロピレンブロック共重合体を得ることができる。   As polymerization methods for olefins, slurry polymerization methods using a solvent of an inert hydrocarbon compound such as cyclohexane and heptane, bulk polymerization methods using a solvent such as liquefied propylene, and a gas phase polymerization method using substantially no solvent. A bulk polymerization method or a gas phase polymerization method is preferred, and the subsequent reaction is generally a gas phase polymerization reaction for the purpose of suppressing elution of EPR from PP particles. The process may be combined in multiple stages. For example, an ethylene-propylene block copolymer can be obtained by performing propylene polymerization in the former stage and carrying out ethylene-propylene copolymer in the latter stage.

本発明において測定対象となるポリオレフィン粒子は、ミクロトームやイオンスライサによって切断された薄膜状のものであってもよい。また、測定対象となるポリオレフィン粒子は、微量の添加成分を含有するものであってもよく、これ等の添加成分としては、酸化防止剤やタルク等を挙げることができる。
このとき、ポリオレフィン粒子中の添加成分の含有割合は、0.1〜50質量%が好ましく、0.1〜40質量%がより好ましく、0.1〜30質量%がさらに好ましい。
The polyolefin particles to be measured in the present invention may be in the form of a thin film cut by a microtome or an ion slicer. The polyolefin particles to be measured may contain a small amount of additive components, and examples of these additive components include antioxidants and talc.
At this time, the content of the additive component in the polyolefin particles is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.1 to 40% by mass, and further preferably 0.1 to 30% by mass.

ポリオレフィン粒子が上記添加成分を含む場合、例えば、予め作製された一種以上のポリオレフィン粒子に酸化防止剤やタルクなどの添加物を加えて混練後、ペレタイズすることにより作製することができる。   When the polyolefin particles contain the above-mentioned additive component, for example, they can be prepared by adding additives such as an antioxidant and talc to one or more kinds of polyolefin particles prepared in advance and then kneading and pelletizing.

本発明において、ポリオレフィン粒子は、ポリオレフィン粒子内の非晶部に、重金属化合物からなる染色剤を選択的に導入した上で、測定に供される。
上記染色剤としては、ポリオレフィン粒子に固定できX線を反射し得るものであれば特に制限されないが、四酸化オスニウム(OsO)、四酸化ルテニウム(RuO)およびリンタングステン酸からなるものから選ばれる一種以上を挙げることができ、四酸化オスニウムおよび四酸化ルテニウムから選ばれる一種以上が好ましく、四酸化ルテニウムがさらに好ましい。
In the present invention, the polyolefin particles are subjected to measurement after selectively introducing a staining agent comprising a heavy metal compound into an amorphous part in the polyolefin particles.
The staining agent is not particularly limited as long as it can be fixed to polyolefin particles and can reflect X-rays, but is selected from those consisting of osmium tetroxide (OsO 4 ), ruthenium tetroxide (RuO 4 ), and phosphotungstic acid. One or more selected from osmium tetroxide and ruthenium tetroxide are preferable, and ruthenium tetroxide is more preferable.

上記染色剤は、結晶性高分子の非晶部において、酸化反応および架橋反応等により選択的に重金属を沈着させ、導入することができる。
一般にポリオレフィンは、C,H、N、O等の軽元素で構成されているためにX線の透過性がよく、内部構造を認識するだけのコントラストを得難いが、X線散乱傾向の強い重金属の化合物で導入し固定することにより、X線照射時に容易にコントラストを向上させることができる。
The staining agent can be introduced by selectively depositing heavy metal by an oxidation reaction, a crosslinking reaction, or the like in the amorphous part of the crystalline polymer.
In general, polyolefin is composed of light elements such as C, H, N, O, etc., so it has good X-ray transmission, and it is difficult to obtain a contrast sufficient to recognize the internal structure. By introducing and fixing with a compound, the contrast can be easily improved during X-ray irradiation.

ポリオレフィン粒子の非晶部に重金属化合物からなる染色剤を導入する(染色剤で染色する)方法は、特に限定されないが、ポリオレフィン粒子の表面だけでなく、内部の複雑な構造にも均一に浸透させ得る方法が好ましく、例えば、重金属化合物を含む蒸気雰囲気下にポリオレフィン粒子を配置することにより、ポリオレフィン粒子の非晶部に選択的に沈着させる方法や、重金属化合物水溶液にポリオレフィン試料を浸漬することにより非晶部に沈着する方法、重金属化合物の昇華ガスをプラズマ化した雰囲気下にポリオレフィン粒子を配置することにより、非晶部に瞬時に沈着する方法等が好ましい。   The method of introducing a dye comprising a heavy metal compound into the amorphous part of the polyolefin particle (dyeing with a dye) is not particularly limited, but it can uniformly penetrate not only the surface of the polyolefin particle but also the internal complex structure. For example, a method of selectively depositing the polyolefin particles in an amorphous part of the polyolefin particles by placing the polyolefin particles in a vapor atmosphere containing a heavy metal compound, or a method of immersing a polyolefin sample in an aqueous solution of a heavy metal compound. A method of depositing in a crystal part, a method of instantly depositing in an amorphous part by disposing polyolefin particles in an atmosphere in which a sublimation gas of a heavy metal compound is converted into plasma are preferable.

ポリオレフィン粒子の非晶部に重金属化合物からなる染色剤を導入する場合、使用する染色剤の濃度、処理時間および雰囲気温度等の染色条件は、ポリオレフィン粒子の非晶部に染色剤が十分に導入し得る条件を適宜選択すればよい。   When introducing a dye comprising a heavy metal compound into the amorphous part of the polyolefin particles, the dyeing conditions such as the concentration of the dye used, the treatment time, and the ambient temperature must be sufficiently introduced into the amorphous part of the polyolefin particles. What is necessary is just to select the conditions to obtain suitably.

本発明に係るポリオレフィン粒子の内部構造測定方法においては、ポリオレフィン粒子の非晶部に重金属化合物からなる染色剤を導入した後、得られたポリオレフィン粒子(重金属化合物からなる染色剤を非晶部に選択的に導入したポリオレフィン粒子)を、XMCT装置を用いて測定する。   In the method for measuring the internal structure of a polyolefin particle according to the present invention, after introducing a stain comprising a heavy metal compound into an amorphous part of the polyolefin particle, the resulting polyolefin particle (selecting a stain comprising a heavy metal compound as the amorphous part) is selected. The introduced polyolefin particles) are measured using an XMCT apparatus.

XMCT装置による測定は、図1に例示するように、X線源(S)と検出器(D)とを、ポリオレフィン粒子入りのサンプル管(T)を中心にして左右または上下の対向する位置に配置、固定した状態で測定することが好ましい。この場合、ポリオレフィン粒子入りのサンプル管Tは、回転ステージ装置(R)上に設け、回転ステージ(R)を回転させながらX線(e)を照射し、種々の回転角度で連続して撮影(断面観察)することにより、二次元投撮データおよび三次元投撮データを得、得られた投撮画像データを再構築して、静止画や動画を得ることができる。
本発明において用いるXMCT装置には特に制限はないが、精度良い観察結果を得るには、空間分解能10μm以下、1ボクセル2μm以下の解像度を有するものが好ましい。
As shown in FIG. 1, the measurement by the XMCT apparatus is performed by placing the X-ray source (S) and the detector (D) at positions facing left and right or up and down around the sample tube (T) containing polyolefin particles. It is preferable to measure in a state where it is placed and fixed. In this case, the sample tube T containing polyolefin particles is provided on the rotary stage device (R), and irradiated with X-rays (e) while rotating the rotary stage (R), and continuously photographed at various rotational angles ( By performing cross-sectional observation), it is possible to obtain two-dimensional projection data and three-dimensional projection data, reconstruct the obtained projection image data, and obtain a still image or a moving image.
The XMCT apparatus used in the present invention is not particularly limited, but in order to obtain an accurate observation result, an apparatus having a spatial resolution of 10 μm or less and 1 voxel of 2 μm or less is preferable.

上記XMCT装置を用いる事により、測定対象となるポリオレフィン粒子に熱ダメージを与えたり切断・破壊したりすることなく、簡便かつ短時間に、ポリオレフィン粒子全体の非晶部、結晶部および空隙部からなる三次元分布情報を得ることができ、得られた三次元分布情報から、非晶部、結晶部および空隙部の存在割合等を簡便かつ的確に算出することができる。   By using the above XMCT apparatus, the polyolefin particles to be measured are composed of amorphous parts, crystal parts and voids of the whole polyolefin particles easily and in a short time without causing thermal damage, cutting or destruction. The three-dimensional distribution information can be obtained, and from the obtained three-dimensional distribution information, the abundance ratio of the amorphous part, the crystal part, and the void part can be calculated simply and accurately.

本発明によれば、重金属化合物からなる染色剤を、ポリオレフィン粒子中の非晶部に選択的に導入し、XMCTで観察することにより、X線吸収が弱いポリオレフィン粒子において、しかも密度差が小さい結晶部および非晶部を観察対象とした場合であっても、ポリオレフィン粒子を切断、破壊することなく、かつ、ポリオレフィン粒子内部の非晶部、結晶部および空隙部からなる三次元分布情報を簡便かつ精度よく得ることができ、得られた三次元分布情報から、粒子内部における非晶部、結晶部および空隙部の存在割合等の内部構造情報を、的確に算出することができる。   According to the present invention, by selectively introducing a staining agent comprising a heavy metal compound into an amorphous part in a polyolefin particle and observing it with XMCT, a polyolefin particle having weak X-ray absorption and a crystal with a small density difference are obtained. 3D distribution information consisting of an amorphous part, a crystalline part and a void part inside the polyolefin particle can be obtained easily and easily without cutting or destroying the polyolefin particle, even when the part and the amorphous part are the object of observation. It is possible to obtain with high accuracy, and from the obtained three-dimensional distribution information, it is possible to accurately calculate internal structure information such as the abundance ratio of amorphous parts, crystal parts and voids inside the particles.

(実施例)
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例により何ら制限されるものではない。
なお、以下の実施例において、重合体中の非晶部の含有割合を示すp−キシレン可溶分(XS)は、以下の方法で測定したものである。
<p−キシレン可溶分(XS)の測定方法>
200mlのナス型フラスコ内に4.0gのポリオレフィン粒子と200mlのp−キシレンを装入し、外部温度をキシレンの沸点(約137℃〜138℃)以上の温度である約150℃とすることにより、フラスコ内部のp-キシレンの温度を沸点下(137℃〜138℃)に維持しつつ、2時間かけてポリマーを溶解した。その後1時間かけて液温を23℃まで冷却し、不溶部をろ過分別した。
得られたろ液のうち20mlを耐熱・耐溶媒性の容器に採取し、加熱減圧乾燥によりp−キシレンを留去し、残留物の量を測定することで、XS(質量%)を求めた。
(Example)
EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not restrict | limited at all by the following examples.
In the following examples, the p-xylene soluble content (XS) indicating the content ratio of the amorphous part in the polymer was measured by the following method.
<Measurement method of p-xylene soluble content (XS)>
By charging 4.0 g of polyolefin particles and 200 ml of p-xylene into a 200 ml eggplant-shaped flask and setting the external temperature to about 150 ° C., which is the boiling point of xylene (about 137 ° C. to 138 ° C.). The polymer was dissolved over 2 hours while maintaining the temperature of p-xylene inside the flask at the boiling point (137 ° C. to 138 ° C.). Thereafter, the liquid temperature was cooled to 23 ° C. over 1 hour, and the insoluble part was separated by filtration.
20 ml of the obtained filtrate was collected in a heat-resistant / solvent-resistant container, p-xylene was distilled off by heating under reduced pressure, and the amount of the residue was measured to obtain XS (mass%).

(実施例1)
ガラス製シャーレーの底に両面テープを張り付け、該両面テープの表面に、ポリオレフィン粒子として、p−キシレン可溶分(XS)が15.0質量%、エチレン−プロピレンブロック共重合体の含有率(以下、適宜、ブロック率と称する)が21.5質量%、平均粒径(D50)が1350μmであるエチレン−プロピレン共重合体粒子を100粒以上固定し、不活性雰囲気下、四酸化ルテニウム0.5%水溶液(日本電子(株)販売)を、上記共重合体粒子が水溶液中に没するまでシャーレー内に注入後、異物が入らないよう蓋をして2時間以上放置することにより、上記共重合体粒子の非晶部にルテニウムを沈着させた。
次いで、シャーレーの水溶液を除去し、染色されたエチレン−プロピレン共重合体粒子を回収し、充分に乾燥させた後、XMCT装置(SCANCO MEDICAL社製 in vitroタイプ MicroCT35スキャナ)を用い、以下の測定条件にて、ポリオレフィン粒子内部の非晶部、結晶部および空隙部の三次元分布を測定するとともに、ポリオレフィン粒子内部の密度分布を示すヒストグラムから各部の存在割合を求めた。
Example 1
A double-sided tape is attached to the bottom of a glass petri dish, and the content of p-xylene solubles (XS) is 15.0% by mass as polyolefin particles on the surface of the double-sided tape (hereinafter referred to as ethylene-propylene block copolymer). 100% or more of ethylene-propylene copolymer particles having an average particle diameter (D50) of 1350 μm are fixed, and in an inert atmosphere, ruthenium tetroxide 0.5 % Aqueous solution (sold by JEOL Ltd.) is poured into the petri dish until the copolymer particles are immersed in the aqueous solution. Ruthenium was deposited on the amorphous part of the coalesced particles.
Subsequently, the aqueous solution of the Petri dish was removed, and the dyed ethylene-propylene copolymer particles were collected and sufficiently dried. Then, the following measurement conditions were used using an XMCT apparatus (in vitro type MicroCT35 scanner manufactured by SCANCO MEDICAL). Then, the three-dimensional distribution of amorphous parts, crystal parts and voids inside the polyolefin particles was measured, and the abundance ratio of each part was determined from a histogram showing the density distribution inside the polyolefin particles.

<XMCT測定条件および解析装置>
XMCT装置 :SCANCO MEDICAL社製 in vitroタイプ MicroCT35スキャナ
正規代理店 :日本電子株式会社
X線出力 :45kV/177μA
測定時間 :約2時間
Integration time:800ms
Average Time :4
分解能(Voxel Size) :1.8μm
サンプルフォルダサイズ :直径7mm×高さ40mm
粒子数 :20から100個
解析装置 :ヒューレットパッカード社製 Itenium rx2660 Workstation
<XMCT measurement conditions and analyzer>
XMCT device: In-vitro type MicroCT35 scanner manufactured by SCANCO MEDICAL Authorized distributor: JEOL Ltd. X-ray output: 45kV / 177μA
Measurement time: about 2 hours Integration time: 800 ms
Average Time: 4
Resolution (Voxel Size): 1.8 μm
Sample folder size: Diameter 7mm x Height 40mm
Number of particles: 20 to 100 Analytical apparatus: Itenium rx2660 Workstation made by Hewlett-Packard Company

図2に、上記XMCT測定により得られたポリオレフィン粒子の一断面を三次元画像で示す。
図2に示す断面において、黒色に着色した箇所がポリオレフィン粒子内部の非晶部であり、灰色に着色した箇所が同結晶部であり、白色に着色した箇所が同空隙部である。
また、得られたデータに基づいてポリオレフィン粒子内部の密度分布を示すヒストグラムを作成した。結果を図3に示す。
図3に示すヒストグラムにおいて、横軸が密度、縦軸がX線強度を表し、最も密度が低い左側の白塗り箇所gが空隙部であり、空隙部gに隣接する双子山状ピークの裾を分岐したときに(図3に示す双子山状ピークのうち、右側のピークの立ち上がり部を境にして左右に分割したときに)、双子山状ピーク左側の黒塗り箇所dが結晶部であり、双子山状ピーク右側の白塗り箇所aが非晶部であるとして、非晶部aの含有割合を算出したところ、非晶部の含有割合は15.1質量%であった。上記XMCT装置を用いた測定は、撮像に2時間、非晶部の含有割合の算出に数分間の時間を要したものの、p−キシレン可溶分(XS)の測定時間に比較して約1/12の時間で非晶部の含有割合を算出することができた。結果を表1に示す。
FIG. 2 shows a three-dimensional image of one cross section of the polyolefin particles obtained by the XMCT measurement.
In the cross section shown in FIG. 2, the black colored portion is the amorphous portion inside the polyolefin particle, the gray colored portion is the same crystal portion, and the white colored portion is the same void portion.
Moreover, the histogram which shows density distribution inside polyolefin particle | grains based on the obtained data was created. The results are shown in FIG.
In the histogram shown in FIG. 3, the horizontal axis represents density, the vertical axis represents X-ray intensity, the whitened portion g on the left side with the lowest density is a void portion, and the bottom of a twin mountain peak adjacent to the void portion g When branched (when splitting to the left and right with the rising portion of the right peak among the twin peaks shown in FIG. 3), the black portion d on the left side of the twin peaks is a crystal part, The content ratio of the amorphous part a was calculated on the assumption that the white-coated portion a on the right side of the twin mountain peak was an amorphous part, and the content ratio of the amorphous part was 15.1% by mass. The measurement using the above XMCT apparatus took about 2 hours for imaging, and several minutes for calculating the content ratio of the amorphous part, but about 1 compared with the measurement time for p-xylene solubles (XS). The content ratio of the amorphous part could be calculated in a time of / 12. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
ポリオレフィン粒子を四酸化ルテニウム水溶液で処理することなく(染色剤による処理を行うことなく)そのままXMCT測定を行った以外は、実施例1と同様に測定した。
図4に、上記XMCT測定により得られた一断面の三次元画像を示す。
図2との比較から明らかなように、図4に示す断面においては、黒色着色で示される非晶部が殆ど観察されず、本来結晶部を示す灰色着色部に非晶部が相当割合含まれていることが分かる。
なお、図4に示す断面おいて、白色に着色した箇所が空隙部であり、空隙部については図2に白色着色で示す空隙部と同等の割合で含まれていた。
また、得られたデータに基づいてポリオレフィン粒子内部の密度分布を示すヒストグラムを作成した。結果を図5に示す。
図5に示すヒストグラムにおいて、左側の白塗りした箇所gが空隙部であるが、図3に示すような明確な双子山は観察できなかったために、非晶部の含有割合を算出することができなかった。
(Comparative Example 1)
The measurement was performed in the same manner as in Example 1 except that the XMCT measurement was performed as it was without treating the polyolefin particles with the ruthenium tetroxide aqueous solution (without performing the treatment with the staining agent).
FIG. 4 shows a three-dimensional image of one cross section obtained by the XMCT measurement.
As is clear from the comparison with FIG. 2, in the cross section shown in FIG. 4, almost no amorphous portion shown in black coloration is observed, and the gray colored portion originally showing the crystal portion contains a considerable proportion of amorphous portion. I understand that
In addition, in the cross section shown in FIG. 4, the portion colored in white is a void portion, and the void portion was included in the same proportion as the void portion shown in white color in FIG.
Moreover, the histogram which shows density distribution inside polyolefin particle | grains based on the obtained data was created. The results are shown in FIG.
In the histogram shown in FIG. 5, the whitened portion g on the left side is a void portion, but since a clear twin mountain as shown in FIG. 3 was not observed, the content ratio of the amorphous portion can be calculated. There wasn't.

(実施例2)
ポリオレフィン粒子として、p−キシレン可溶分(XS)が15.0質量%、ブロック率21.5質量%、平均粒径(D50)が1350μmであるエチレン−プロピレン共重合体粒子に代えて、p−キシレン可溶分(XS)が10.3質量%、ブロック率14.7質量%、平均粒径(D50)が2100μmであるエチレン−プロピレン共重合体粒子を用いた以外は、実施例1と同様にしてXMCT測定を行い、非晶部の含有割合を算出した。XMCT装置を用いることにより、XSの測定時間の約1/12の時間で非晶部の含有割合を算出することができた。
図6に、上記XMCT測定により得られたポリオレフィン粒子の一断面を三次元画像で
示すとともに、非晶部の含有割合を表1に示す。
(Example 2)
As polyolefin particles, instead of ethylene-propylene copolymer particles having a p-xylene soluble content (XS) of 15.0 mass%, a block ratio of 21.5 mass%, and an average particle diameter (D50) of 1350 μm, p -Example 1 except that ethylene-propylene copolymer particles having a xylene-soluble content (XS) of 10.3 mass%, a block ratio of 14.7 mass%, and an average particle size (D50) of 2100 µm were used. Similarly, the XMCT measurement was performed, and the content ratio of the amorphous part was calculated. By using the XMCT apparatus, the content ratio of the amorphous part could be calculated in about 1/12 of the XS measurement time.
FIG. 6 shows a three-dimensional image of one cross section of the polyolefin particles obtained by the XMCT measurement, and Table 1 shows the content ratio of the amorphous part.

(実施例3)
ポリオレフィン粒子として、p−キシレン可溶分(XS)が15.0質量%、ブロック率21.5質量%、平均粒径(D50)が1350μmであるエチレン−プロピレン共重合体粒子に代えて、p−キシレン可溶分(XS)が8.5質量%、ブロック率27.1質量%、平均粒径(D50)が735μmであるエチレン−プロピレン共重合体粒子を用いた以外は、実施例1と同様にしてXMCT測定を行い、非晶部の含有割合を算出した。XMCT装置を用いることにより、XSの測定時間の約1/12の時間で非晶部の含有割合を算出することができた。
図7に、上記XMCT測定により得られたポリオレフィン粒子の一断面を三次元画像で示すとともに、非晶部の含有割合を表1に示す。
(Example 3)
As polyolefin particles, instead of ethylene-propylene copolymer particles having a p-xylene soluble content (XS) of 15.0 mass%, a block ratio of 21.5 mass%, and an average particle diameter (D50) of 1350 μm, p -Example 1 except that ethylene-propylene copolymer particles having a xylene soluble content (XS) of 8.5 mass%, a block ratio of 27.1 mass%, and an average particle size (D50) of 735 µm were used. Similarly, the XMCT measurement was performed, and the content ratio of the amorphous part was calculated. By using the XMCT apparatus, the content ratio of the amorphous part could be calculated in about 1/12 of the XS measurement time.
FIG. 7 shows a cross section of the polyolefin particles obtained by the XMCT measurement as a three-dimensional image, and Table 1 shows the content ratio of the amorphous part.

(実施例4)
ポリオレフィン粒子として、p−キシレン可溶分(XS)が15.0質量%、ブロック率21.5質量%、平均粒径(D50)が1350μmであるエチレン−プロピレン共重合体粒子に代えて、p−キシレン可溶分(XS)が0.10質量%、ブロック率0.19質量%、平均粒径(D50)が295μmであるエチレン−プロピレン共重合体粒子を用いた以外は、実施例1と同様にしてXMCT測定を行い、非晶部の含有割合を算出した。XMCT装置を用いることにより、XSの測定時間の約1/12の時間で非晶部の含有割合を算出することができた。得られた非晶部の含有割合を表1に示す。
Example 4
As polyolefin particles, instead of ethylene-propylene copolymer particles having a p-xylene soluble content (XS) of 15.0 mass%, a block ratio of 21.5 mass%, and an average particle diameter (D50) of 1350 μm, p -Example 1 except that ethylene-propylene copolymer particles having a xylene-soluble content (XS) of 0.10% by mass, a block rate of 0.19% by mass, and an average particle size (D50) of 295 μm were used. Similarly, the XMCT measurement was performed, and the content ratio of the amorphous part was calculated. By using the XMCT apparatus, the content ratio of the amorphous part could be calculated in about 1/12 of the XS measurement time. Table 1 shows the content ratio of the obtained amorphous part.

(実施例5)
ポリオレフィン粒子として、p−キシレン可溶分(XS)が15.0質量%、ブロック率が21.5質量%、平均粒径(D50)が1350μmであるエチレン−プロピレン共重合体粒子に代えて、p−キシレン可溶分(XS)が50.3質量%、ブロック率が62.5質量%、平均粒径(D50)が3050μmであるエチレン−プロピレン共重合体重合体粒子を用いた以外は、実施例1と同様にしてXMCT測定を行い、非晶部の含有割合を算出した。XMCT装置を用いることにより、XSの測定時間の約1/12の時間で非晶部の含有割合を算出することができた。得られた非晶部の含有割合を表1に示す。
(Example 5)
As polyolefin particles, instead of ethylene-propylene copolymer particles having a p-xylene soluble content (XS) of 15.0 mass%, a block ratio of 21.5 mass%, and an average particle size (D50) of 1350 μm, Except for using ethylene-propylene copolymer polymer particles having a p-xylene-soluble content (XS) of 50.3% by mass, a block ratio of 62.5% by mass, and an average particle size (D50) of 3050 μm. XMCT measurement was performed in the same manner as in Example 1, and the content ratio of the amorphous part was calculated. By using the XMCT apparatus, the content ratio of the amorphous part could be calculated in about 1/12 of the XS measurement time. Table 1 shows the content ratio of the obtained amorphous part.

図2、図4、図6および図7より、実施例1〜実施例5においては、ポリオレフィン粒子として、重金属化合物からなる染色剤を非晶部に選択的に導入したポリオレフィン粒子をXMCTにより測定することにより、結晶部および非晶部の密度差が小さく、X線吸収
が弱いポリオレフィン粒子を測定対象とした場合であっても、測定時におけるポリオレフィン粒子へのダメージを抑制しつつ、ポリオレフィン粒子内部の非晶部、結晶部および空隙部の三次元分布を簡便かつ的確に測定することができることが分かる。
また、表1等より、XMCT測定により、非晶部の存在割合として、従来法(XS法)と同等の値を、ポリオレフィン粒子を破壊することなく簡便かつ的確に測定し得ることが分かる。
2, 4, 6, and 7, in Examples 1 to 5, polyolefin particles in which a dyeing agent composed of a heavy metal compound is selectively introduced into an amorphous part are measured by XMCT as polyolefin particles. Thus, even when polyolefin particles having a small density difference between the crystal part and the amorphous part and having a weak X-ray absorption are measured, while suppressing damage to the polyolefin particles during measurement, It can be seen that the three-dimensional distribution of the amorphous part, the crystal part and the void part can be measured easily and accurately.
Moreover, it can be seen from Table 1 and the like that the value equivalent to that of the conventional method (XS method) can be easily and accurately measured as the abundance ratio of the amorphous portion by XTCT measurement without destroying the polyolefin particles.

一方、図4より、比較例1においては、測定対象として、重金属化合物からなる染色剤を導入していないポリオレフィン粒子を用いていることから、ポリオレフィン粒子内部の非晶部および結晶部を識別することができず、非晶部の存在割合を測定することもできなかった。   On the other hand, from FIG. 4, in Comparative Example 1, since the polyolefin particles into which the staining agent made of a heavy metal compound is not introduced are used as the measurement object, the amorphous and crystalline parts inside the polyolefin particles are identified. It was not possible to measure the existence ratio of the amorphous part.

本発明によれば、ポリオレフィン粒子として、重金属化合物からなる染色剤を非晶部に選択的に導入したポリオレフィン粒子をXMCTにより測定することにより、結晶部および非晶部の密度差が小さく、X線吸収が弱いポリオレフィン粒子を測定対象とした場合であっても、測定時におけるポリオレフィン粒子へのダメージを抑制しつつ、ポリオレフィン粒子内部の非晶部、結晶部および空隙部の三次元分布や各部の存在割合等の内部構造情報を簡便かつ的確に測定する方法を提供することができる。   According to the present invention, as polyolefin particles, polyolefin particles in which a dyeing agent comprising a heavy metal compound is selectively introduced into an amorphous part are measured by XMCT, so that the density difference between the crystalline part and the amorphous part is small. Even when polyolefin particles that are weakly absorbed are measured, while suppressing damage to the polyolefin particles during measurement, the three-dimensional distribution of amorphous parts, crystal parts and voids inside the polyolefin particles and the existence of each part It is possible to provide a method for measuring the internal structure information such as the ratio easily and accurately.

Claims (4)

重金属化合物からなる染色剤を非晶部に選択的に導入したポリオレフィン粒子を、X線マイクロコンピュータトモグラフィーを用いて測定することを特徴とするポリオレフィン粒子の内部構造測定方法。   A method for measuring the internal structure of a polyolefin particle, characterized in that polyolefin particles into which a staining agent comprising a heavy metal compound is selectively introduced into an amorphous part are measured using X-ray microcomputer tomography. 前記重金属化合物が四塩化ルテニウムである請求項1に記載のポリオレフィン粒子の内部構造測定方法。   The method for measuring the internal structure of polyolefin particles according to claim 1, wherein the heavy metal compound is ruthenium tetrachloride. 前記ポリオレフィン粒子が、ポリプロピレンを含むものであるか、エチレンまたは炭素数4〜8のα−オレフィンを含有するプロピレン−α−オレフィン共重合体を含むものである請求項1または請求項2に記載のポリオレフィン粒子の内部構造測定方法。   The interior of the polyolefin particle according to claim 1 or 2, wherein the polyolefin particle contains polypropylene or a propylene-α-olefin copolymer containing ethylene or an α-olefin having 4 to 8 carbon atoms. Structure measurement method. 前記ポリオレフィン粒子が、エチレン−プロピレン共重合体を0.05〜70質量%含むものである請求項1〜請求項3のいずれかに記載のポリオレフィン粒子の内部構造測定方法。   The method for measuring the internal structure of polyolefin particles according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyolefin particles contain 0.05 to 70% by mass of an ethylene-propylene copolymer.
JP2015226437A 2015-11-19 2015-11-19 Method for measuring inner structure of polyolefin particles Pending JP2017096666A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015226437A JP2017096666A (en) 2015-11-19 2015-11-19 Method for measuring inner structure of polyolefin particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015226437A JP2017096666A (en) 2015-11-19 2015-11-19 Method for measuring inner structure of polyolefin particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017096666A true JP2017096666A (en) 2017-06-01

Family

ID=58817146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015226437A Pending JP2017096666A (en) 2015-11-19 2015-11-19 Method for measuring inner structure of polyolefin particles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017096666A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019113488A (en) * 2017-12-26 2019-07-11 Toyo Tire株式会社 Method for evaluating reinforcement agent hierarchical structure of high polymer material

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125588A (en) * 1997-10-21 1999-05-11 Mitsubishi Chemical Corp Sample pretreatment method
JP2013134952A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Sample support member for observing scanning electron microscope image and observation method of scanning electron microscope image

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11125588A (en) * 1997-10-21 1999-05-11 Mitsubishi Chemical Corp Sample pretreatment method
JP2013134952A (en) * 2011-12-27 2013-07-08 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Sample support member for observing scanning electron microscope image and observation method of scanning electron microscope image

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
O.LEROUX ET AL.: "A new preparation method to study fresh plant structures with X-ray computed tomography", JOURNAL OF MICROSCOPY, vol. 233, JPN6019026457, 2009, pages 1 - 4, ISSN: 0004186322 *
Y.YANG ET AL.: "3D visualization of subcellular structures of Schizosaccharomyces pombe by hard X-ray tomography", JOURNAL OF MICROSCOPY, vol. 240, JPN6019026458, 2010, pages 14 - 20, ISSN: 0004186323 *
魚住俊也 他: "プロピレン重合触媒", 工業材料, vol. 63, no. 1, JPN6019026455, 1 November 2015 (2015-11-01), pages 66 - 70, ISSN: 0004186321 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019113488A (en) * 2017-12-26 2019-07-11 Toyo Tire株式会社 Method for evaluating reinforcement agent hierarchical structure of high polymer material
JP7037935B2 (en) 2017-12-26 2022-03-17 Toyo Tire株式会社 Reinforcing agent for polymer materials Hierarchical structure evaluation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0575111B1 (en) Polymeric insulating material and formed article making use of the material
RU2526259C2 (en) Novel multistep method of producing polypropylene
EP2655430B1 (en) Magnesium dichloride-ethanol adducts and catalyst components obtained therefrom
TWI651191B (en) Biaxially oriented films made of propylene polymer compositions
EP3495395B1 (en) Method for producing heterophasic propylene polymer material
CN105675638A (en) Universality efficient synchrotron radiation visual representation method of crystal microstructure
BR112016024633B1 (en) Random propylene-ethylene copolymers, process for preparing the same and articles comprising the same
US11390700B2 (en) Propylene-ethylene random copolymer with improved irradiation resistance
CN105622819A (en) Method for preparing impact-resistant polypropylene material with high melt strength
JP2017096666A (en) Method for measuring inner structure of polyolefin particles
Smolná et al. Morphological analysis of high-impact polypropylene using X-ray microCT and AFM
Nohl et al. Low-voltage SEM of air-sensitive powders: From sample preparation to micro/nano analysis with secondary electron hyperspectral imaging
CN107075012B (en) Catalytic component for olefinic polymerization
CN105623075B (en) A kind of preparation method of the impact polypropylene material of high fondant-strength
WO2017021139A1 (en) Film comprising propylene-ethylene-1-butene terpolymers
Laulainen et al. Mapping short-range order at the nanoscale in metal–organic framework and inorganic glass composites
Florea et al. Analytical electron tomography mapping of the SiC pore oxidation at the nanoscale
Oleshko et al. In‐Situ and Ex‐Situ Microscopic Study of Gas Phase Propylene Polymerization over a High Activity TiCl4‐MgCl2 Heterogeneous Ziegler‐Natta Catalyst
BR112019007932B1 (en) HIGH-FLOW HETEROPHYLENE POLYPROPYLENE COPOLYMERS WITH IMPROVED MECHANICAL AND OPTICAL PROPERTIES
Ji-Xi et al. Analysis of defects in biaxially oriented polypropylene films by micro-fourier transform infrared and raman spectroscopies
EP3331940B1 (en) Composition comprising propylene-ethylene-1-butene terpolymers
Li et al. Polyethylene‐b‐poly (ethylene glycol) diblock copolymers: New synthetic strategy and application
Satti et al. Rheological analysis of irradiated crosslinkable and scissionable polymers used for medical devices under different radiation conditions
JP7440309B2 (en) Composite material evaluation method
EP3331701A1 (en) Mutilayer film comprising propylene-ethylene-1-butene terpolymers

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20170703

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180919

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190625

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190710

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200108