JP2018154715A - Polar olefin copolymer - Google Patents

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尚道 萩庭
Naomichi Haginiwa
尚道 萩庭
岡村 淳志
Atsushi Okamura
淳志 岡村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel polar olefin copolymer having improved physical properties such as adhesiveness, close adhesion, and filler compatibility.SOLUTION: A polar olefin copolymer has ethylene and a polar monomer unit selected from compounds represented by formulas (1) and/or (2).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、新規な極性オレフィン共重合体に関するものであり、詳しくは、エチレン及び炭素数3〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種の非極性モノマー単位と、様々な有機化合物や高分子化合物との相溶性を示すテトラヒドロフラン環および/またはフラン環を極性基として含有する極性モノマー単位とからなる新規な極性オレフィン共重合体である。   The present invention relates to a novel polar olefin copolymer, and more specifically, at least one nonpolar monomer unit selected from ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms, and various organic compounds and polymer compounds. It is a novel polar olefin copolymer composed of a polar monomer unit containing a tetrahydrofuran ring and / or a furan ring as a polar group, which is compatible with.

一般にポリエチレンやポリプロピレンに代表されるポリオレフィン系材料は安価で、機械強度が高く、耐衝撃性、耐薬品性、耐腐食性などに優れ、さらに成形性に優れるため、例えば、射出成形、押出成形、吹込成形などにより、フィルム、積層体、容器、ブロー瓶などに成形されて様々な用途において利用されている。しかし、ポリオレフィン系材料は、通常は非極性であるので、他材料との接着・密着性や印刷適性、フィラーとの相溶性などは十分でなく、そのため適用分野が制限されるという欠点があった。例えば、ポリオレフィン系材料を金属や高極性樹脂といった異種材料との積層材料として使用しようとすると、接着強度が非常に弱い、あるいは、まったく接着せずに、所望の積層材料を形成できない場合があった。
このような非極性材料であるポリオレフィン系材料の欠点を克服することを目的として、ポリオレフィン系材料への極性付与が検討されている。例えば、極性コモノマーとして酢酸ビニルや(メタ)アクリル酸系オレフィンをエチレンと高温高圧条件下でラジカル重合することでエチレン−酢酸ビニル共重合体や、エチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体が得られることは広く知られている。更に、いわゆるポストメタロセンと称される、後周期遷移金属錯体触媒を用いて、温和な条件下でエチレンやプロピレン等のオレフィンと極性コモノマーとの共重合体を得ようとする研究も進められており、極性コモノマーとして、アクリロニトリル(非特許文献1)、ビニルエーテル(非特許文献2)などを用いたものが報告されている。一方で、バイオマス由来の5−ヒドロキシメチルフルフラール(HMF)を原料としたビニル系ポリマーについても報告されている(特許文献1)。
Generally, polyolefin-based materials represented by polyethylene and polypropylene are inexpensive, have high mechanical strength, excellent impact resistance, chemical resistance, corrosion resistance, etc., and excellent moldability. For example, injection molding, extrusion molding, It is formed into a film, a laminate, a container, a blow bottle or the like by blow molding or the like and used in various applications. However, since polyolefin-based materials are usually non-polar, adhesion / adhesion with other materials, printability, compatibility with fillers, etc. are not sufficient, and there is a drawback that application fields are limited. . For example, if a polyolefin-based material is used as a laminated material with a different material such as a metal or a high-polarity resin, the adhesive strength is very weak or the desired laminated material cannot be formed without bonding at all. .
For the purpose of overcoming the drawbacks of the polyolefin-based material, which is such a nonpolar material, the addition of polarity to the polyolefin-based material has been studied. For example, ethylene-vinyl acetate copolymer or ethylene- (meth) acrylic acid copolymer can be obtained by radical polymerization of vinyl acetate or (meth) acrylic olefin as polar comonomer with ethylene under high temperature and high pressure conditions. It is widely known that Furthermore, research is also underway to obtain a copolymer of an olefin such as ethylene or propylene and a polar comonomer under mild conditions using a late transition metal complex catalyst called so-called postmetallocene. As polar comonomers, those using acrylonitrile (Non-Patent Document 1), vinyl ether (Non-Patent Document 2), etc. have been reported. On the other hand, a vinyl polymer using biomass-derived 5-hydroxymethylfurfural (HMF) as a raw material has also been reported (Patent Document 1).

K.Nozaki etal.,J.Am.Chem.Soc.,2007,129,8948−8949.K. Nozaki et al. , J .; Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8948-8949. R.Jordan etal.,J.Am.Chem.Soc.,2007,129,8946−8947R. Jordan et al. , J .; Am. Chem. Soc. , 2007, 129, 8946-8947.

特開2010−43203号公報JP 2010-43203 A

前述の通り、各種極性コモノマーを用いてポリオレフィン系材料への極性付与によるポリオレフィン系材料の改良が検討されているが、これまでに提案されている極性コモノマーを用いた場合、耐加水分解性、耐熱性、着色等の問題が発生する場合があった。また、他材料との接着、密着性、フィラーとの相溶性等の物性改善効果において充分な効果が発現しない場合もあった。そのため、ポリオレフィン系材料への極性付与のためにポリオレフィン系材料と共重合した場合であっても耐加水分解性や耐熱性の問題がなく、さらに、他材料との接着、密着性、フィラーとの相溶性等の物性改善効果が充分に得られる極性コモノマーの開発が望まれていた。   As described above, improvement of polyolefin-based materials by imparting polarity to polyolefin-based materials using various polar comonomers has been studied. However, when using polar comonomers proposed so far, hydrolysis resistance, heat resistance In some cases, problems such as property and coloring may occur. In addition, there are cases where sufficient effects are not exhibited in improving physical properties such as adhesion to other materials, adhesion, and compatibility with fillers. Therefore, there is no problem of hydrolysis resistance or heat resistance even when copolymerized with a polyolefin-based material for imparting polarity to the polyolefin-based material, and further, adhesion with other materials, adhesion, It has been desired to develop polar comonomers that can sufficiently improve the physical properties such as compatibility.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、エチレン及び炭素数3〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種の非極性モノマー単位と、一般式(1)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の極性モノマー単位および/または一般式(2)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の極性モノマー単位、とを共重合して得られる極性オレフィン共重合体であれば、耐加水分解性、耐熱性、着色等の問題が発生することもなく、さらに他材料との接着、密着性、フィラーとの相溶性等の物性改善効果が充分に得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have expressed at least one nonpolar monomer unit selected from ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms, represented by the general formula (1). A polar olefin copolymer obtained by copolymerizing at least one polar monomer unit selected from the compound represented by formula (2) and / or at least one polar monomer unit selected from the compound represented by formula (2): For example, it has been found that problems such as hydrolysis resistance, heat resistance, coloring, etc. do not occur, and further physical properties improvement effects such as adhesion with other materials, adhesion, and compatibility with fillers can be sufficiently obtained, The present invention has been completed.

以下、本発明を示す。
[1]エチレン及び炭素数3〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種の非極性モノマー単位と、下記一般式(1)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の極性モノマー単位および/または下記一般式(2)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の極性モノマー単位、とからなることを特徴とする極性オレフィン共重合体。
Hereinafter, the present invention will be described.
[1] At least one nonpolar monomer unit selected from ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms, at least one polar monomer unit selected from a compound represented by the following general formula (1), and / or A polar olefin copolymer comprising at least one polar monomer unit selected from the compound represented by formula (2).

Figure 2018154715
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Figure 2018154715
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(式中、R1、R2はそれぞれ水素原子、または、炭素数1〜5の炭化水素基を表す。)
[2]一般式(1)および/または一般式(2)に由来するモノマー単位の合計量が0.001〜10mol%であることを特徴とする、[1]に記載の極性オレフィン共重合体。
[3]ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる重量平均分子量(Mw)が5000〜1000000の範囲であることを特徴とする、[1]又は[2]に記載の極性オレフィン共重合体。
[4]ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比が1.2〜6.5の範囲であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の極性オレフィン共重合体。
[5]融点が50〜140℃であることを特徴とする、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の極性オレフィン共重合体。
(In the formula, R1 and R2 each represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.)
[2] The polar olefin copolymer according to [1], wherein the total amount of the monomer units derived from the general formula (1) and / or the general formula (2) is 0.001 to 10 mol%. .
[3] The polar olefin copolymer according to [1] or [2], wherein the weight average molecular weight (Mw) determined by gel permeation chromatography (GPC) is in the range of 5000 to 1000000. .
[4] The ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) determined by gel permeation chromatography (GPC) is in the range of 1.2 to 6.5, [1 ] The polar olefin copolymer of any one of [3].
[5] The polar olefin copolymer according to any one of [1] to [4], wherein the melting point is 50 to 140 ° C.

本発明によれば、様々な有機化合物や高分子化合物との相溶性をもつテトラヒドロフラン環および/またはフラン環を極性基として含有する極性モノマーを、ポリオレフィン系材料との共重合体における極性コモノマーとして用いることにより、耐加水分解性、耐熱性、着色等の問題が発生することもなく、さらに他材料との接着、密着性、フィラーとの相溶性等の物性改善効果が充分に得られる極性オレフィン共重合体を得ることができる。   According to the present invention, a polar monomer containing a tetrahydrofuran ring and / or furan ring having compatibility with various organic compounds and polymer compounds as a polar group is used as a polar comonomer in a copolymer with a polyolefin-based material. As a result, polar olefin copolymers that do not cause problems such as hydrolysis resistance, heat resistance, and coloration, and that can sufficiently improve physical properties such as adhesion to other materials, adhesion, and compatibility with fillers. A polymer can be obtained.

以下、本発明による極性オレフィン共重合体について説明する。
本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し、実施することができる。
Hereinafter, the polar olefin copolymer according to the present invention will be described.
The scope of the present invention is not restricted by these explanations, and modifications other than the following examples can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

(共重合体)
本発明における共重合体は、エチレン及び炭素数3〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種の非極性モノマー単位と、一般式(1)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の極性モノマー単位および/または一般式(2)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の極性モノマー単位、とからなる極性オレフィン共重合体である。
(Copolymer)
The copolymer in the present invention includes at least one nonpolar monomer unit selected from ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms, and at least one polar monomer unit selected from a compound represented by the general formula (1). And / or a polar olefin copolymer comprising at least one polar monomer unit selected from the compound represented by formula (2).

エチレン及び炭素数3〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種の非極性モノマー単位とは、以下の構造式(3)で表される、炭素数3〜10のα−オレフィンである。   The at least one nonpolar monomer unit selected from ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms is an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms represented by the following structural formula (3).

Figure 2018154715
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(Rは炭素数1〜8の炭化水素基であり、直鎖構造であっても分岐を有していてもよい)。
工業的な入手性の観点から、好ましくは、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、ブタジエン、イソプレン、スチレン、アリルベンゼン、ビニルシクロヘキサン、シクロヘキセンであり、より好ましくは、エチレン、プロピレン、ブタジエン、スチレンである。
(R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and may be a straight chain structure or branched).
From the viewpoint of industrial availability, ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 3-methyl-1- Butene, 4-methyl-1-pentene, butadiene, isoprene, styrene, allylbenzene, vinylcyclohexane, and cyclohexene are preferable, and ethylene, propylene, butadiene, and styrene are more preferable.

一般式(1)で表される化合物としては、2−アリルフラン、5−メチル−2−アリルフラン、5−エチル−2−アリルフラン、5−プロピル−2−アリルフラン、5−ブチル−2−アリルフラン、5−ペンチル−2−アリルフラン、5−イソプロピル−2−アリルフラン、5−tertブチル−2−アリルフラン、5−secブチル−2−アリルフラン等を例示することができる。中でも、フラン環の極性基としての機能発現の観点から、2−アリルフラン、5−メチル−2−アリルフラン、5−エチル−2−アリルフラン、5−プロピル−2−アリルフランが好まししく、2−アリルフラン、5−メチル−2−アリルフランがより好ましい。   Examples of the compound represented by the general formula (1) include 2-allylfuran, 5-methyl-2-allylfuran, 5-ethyl-2-allylfuran, 5-propyl-2-allylfuran, and 5-butyl-2. -Allylfuran, 5-pentyl-2-allylfuran, 5-isopropyl-2-allylfuran, 5-tertbutyl-2-allylfuran, 5-secbutyl-2-allylfuran and the like can be exemplified. Of these, 2-allylfuran, 5-methyl-2-allylfuran, 5-ethyl-2-allylfuran, and 5-propyl-2-allylfuran are preferred from the viewpoint of functional expression as a polar group of the furan ring. 2-allylfuran and 5-methyl-2-allylfuran are more preferable.

一般式(2)で表される化合物としては、2−アリルテトラヒドロフラン、5−メチル−2−アリルテトラヒドロフラン、5−エチル−2−アリルテトラヒドロフラン、5−プロピル−2−アリルテトラヒドロフラン、5−ブチル−2−アリルテトラヒドロフラン、5−ペンチル−2−アリルテトラヒドロフラン、5−イソプロピル−2−アリルテトラヒドロフラン、5−tertブチル−2−アリルテトラヒドロフラン、5−secブチル−2−アリルテトラヒドロフラン等を例示することができる。中でも、テトラヒドロフラン環の極性基としての機能発現の観点から、2−アリルテトラヒドロフランフラン、5−メチル−2−アリルテトラヒドロフランフラン、5−エチル−2−アリルテトラヒドロフランフラン、5−プロピル−2−アリルテトラヒドロフランフランが好まししく、2−アリルテトラヒドロフランフラン、5−メチル−2−アリルテトラヒドロフランフランがより好ましい。   Examples of the compound represented by the general formula (2) include 2-allyltetrahydrofuran, 5-methyl-2-allyltetrahydrofuran, 5-ethyl-2-allyltetrahydrofuran, 5-propyl-2-allyltetrahydrofuran, and 5-butyl-2. -Allyltetrahydrofuran, 5-pentyl-2-allyltetrahydrofuran, 5-isopropyl-2-allyltetrahydrofuran, 5-tertbutyl-2-allyltetrahydrofuran, 5-secbutyl-2-allyltetrahydrofuran and the like can be exemplified. Among these, 2-allyltetrahydrofuran furan, 5-methyl-2-allyltetrahydrofuran furan, 5-ethyl-2-allyltetrahydrofuran furan, 5-propyl-2-allyltetrahydrofuran furan from the viewpoint of functional expression as a polar group of the tetrahydrofuran ring. 2-allyltetrahydrofuran furan and 5-methyl-2-allyltetrahydrofuran are more preferred.

また、本発明の共重合体としては、モノマー単位として一般式(1)および/または一般式(2)のいずれかを含めばよく、両方含んでも良い。
また、本発明の共重合体としては、一般式(1)および/または一般式(2)に由来するモノマー単位の合計量が0.001〜10mol%であることが好ましい。一般式(1)および/または一般式(2)に由来するモノマー単位の含有率が0.001mol%未満であると、共重合体に含有されるテトラヒドロフラン環、および/または、フラン環の絶対量が少なくなり、接着性等の性能が発現しない恐れがある。他方、一般式(1)および/または一般式(2)に由来するモノマー単位を10mol%を超えて含有させても、その含有量に見合った機能向上は期待できない場合が多い。好ましくは、0.01〜10mol%、より好ましくは、0.01〜5mol%である。
In addition, the copolymer of the present invention may include any one of the general formula (1) and / or the general formula (2) as a monomer unit, and may include both.
Moreover, as a copolymer of this invention, it is preferable that the total amount of the monomer unit derived from General formula (1) and / or General formula (2) is 0.001-10 mol%. When the content of the monomer unit derived from the general formula (1) and / or the general formula (2) is less than 0.001 mol%, the absolute amount of the tetrahydrofuran ring and / or the furan ring contained in the copolymer There is a possibility that performance such as adhesiveness may not be exhibited. On the other hand, even when the monomer unit derived from the general formula (1) and / or the general formula (2) is contained in an amount exceeding 10 mol%, it is often impossible to expect an improvement in function corresponding to the content. Preferably, it is 0.01-10 mol%, More preferably, it is 0.01-5 mol%.

本発明の共重合体のゲルパーミエイクションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる重量平均分子量(Mw)は、5000〜1000000の範囲が好ましい。重量平均分子量(Mw)が1000000を超えると溶融粘度が非常に高くなり、成形加工が困難となる場合がある。また、重量平均分子量(Mw)が5000未満では、共重合体としての特性が得られない場合がある。
好ましくは、10000〜500000、より好ましくは、10000〜300000である。
The weight average molecular weight (Mw) calculated | required by the gel permeation chromatography (GPC) of the copolymer of this invention has the preferable range of 5000-1 million. When the weight average molecular weight (Mw) exceeds 1,000,000, the melt viscosity becomes very high, and the molding process may be difficult. In addition, when the weight average molecular weight (Mw) is less than 5000, characteristics as a copolymer may not be obtained.
Preferably, it is 10,000 to 500,000, More preferably, it is 10,000 to 300,000.

また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比は、1.2〜6.5の範囲が好ましい。1.2未満では、各種加工性が充分でなくなる傾向があり、6.5を超えると、接着性などの性能発現が充分でなくなる傾向がある。好ましくは、1.2〜5.0、より好ましくは、1.2〜4.5である。   The ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is preferably in the range of 1.2 to 6.5. If it is less than 1.2, various workability tends to be insufficient, and if it exceeds 6.5, performance such as adhesion tends to be insufficient. Preferably, it is 1.2 to 5.0, more preferably 1.2 to 4.5.

さらに、本発明の共重合体の融点は、50〜140℃が好ましい。このうちで好ましくは、60℃〜138℃であり、更に好ましくは70℃〜135℃の範囲である。この範囲を満たすと耐熱性と接着性が優れたものとなる。
以下、本発明の共重合体を得るための方法について記載する。
(共重合体の製造方法)
本発明の共重合体を得るための方法としては、ラジカル重合、配位アニオン重合等の方法を採用することができるが、ラジカル重合では、一般に高温高圧条件が必要となるため、より温和な条件下での反応が可能な配位アニオン重合が好ましい。
Furthermore, the melting point of the copolymer of the present invention is preferably 50 to 140 ° C. Among these, Preferably it is 60 to 138 degreeC, More preferably, it is the range of 70 to 135 degreeC. When this range is satisfied, heat resistance and adhesiveness are excellent.
Hereinafter, a method for obtaining the copolymer of the present invention will be described.
(Method for producing copolymer)
As a method for obtaining the copolymer of the present invention, methods such as radical polymerization and coordination anion polymerization can be employed. However, radical polymerization generally requires high-temperature and high-pressure conditions. Preference is given to coordination anionic polymerization which allows the reaction below.

配位アニオン重合は、遷移金属触媒の存在下、重合を行うものである。遷移金属触媒としては、有機配位子を構造中にもつ有機金属錯体が広く開発されており、これらを用いることができる。また、助触媒としてアルキルアルモキサンやホウ素含有化合物等を反応系内に共存させることで、優れた触媒活性を得ることができる。   Coordinated anionic polymerization is a polymerization in the presence of a transition metal catalyst. As transition metal catalysts, organometallic complexes having organic ligands in their structures have been widely developed, and these can be used. Moreover, the outstanding catalyst activity can be acquired by making an alkylalumoxane, a boron containing compound, etc. coexist in a reaction system as a co-catalyst.

本発明における共重合反応は、一般的に不活性ガス雰囲気下で行なわれる。例えば、窒素、アルゴン雰囲気が使用でき、窒素雰囲気が好ましい。   The copolymerization reaction in the present invention is generally performed in an inert gas atmosphere. For example, a nitrogen or argon atmosphere can be used, and a nitrogen atmosphere is preferable.

共重合反応器にエチレン及び/又は炭素数3〜10のα−オレフィンが共存しない状態で、溶媒、テトラヒドロフラン環および/またはフラン環を極性基として含有する極性モノマー、助触媒成分を加え、次いで、遷移金属触媒を溶媒に溶解した触媒溶液を共重合反応器に追加し、その後、エチレン及び炭素数3〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種の非極性モノマーを導入して共重合反応を開始する。   In a state where ethylene and / or an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms does not coexist in the copolymerization reactor, a solvent, a polar monomer containing a tetrahydrofuran ring and / or a furan ring as a polar group, a promoter component are added, and then A catalyst solution in which a transition metal catalyst is dissolved in a solvent is added to the copolymerization reactor, and then at least one nonpolar monomer selected from ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms is introduced to start the copolymerization reaction. To do.

共重合反応温度は、特に限定されない。通常−30〜400℃の範囲で行われ、好ましくは0〜180℃、より好ましくは20〜150℃の範囲で行われる。共重合反応の系内圧力は、常圧から100MPaの範囲内で行われ、好ましくは常圧から20MPa、より好ましくは常圧から10MPaの範囲内で行われる。   The copolymerization reaction temperature is not particularly limited. Usually, it is performed in the range of -30 to 400 ° C, preferably 0 to 180 ° C, more preferably 20 to 150 ° C. The internal pressure of the copolymerization reaction is carried out within the range of normal pressure to 100 MPa, preferably from normal pressure to 20 MPa, more preferably within the range of normal pressure to 10 MPa.

溶媒は、共重合反応に影響しないものであれば、特に限定されないが、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素などが挙げられる。   The solvent is not particularly limited as long as it does not affect the copolymerization reaction, and examples thereof include aliphatic hydrocarbons such as isobutane, pentane, hexane, heptane, and cyclohexane, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene. .

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be implemented with appropriate modifications within a range that can meet the gist of the present invention. These are all included in the technical scope of the present invention.

[重合体の構造の解析方法]
1.極性基を有するオレフィンの含量
実施例で得た(共)重合体の構造は、ブルカーBRUKER社製 300MHz NMR(型番:AVANCE300M)を用いた各種NMR測定結果を解析して決定した。極性基を有するオレフィンに由来するモノマーユニットの含有率は、溶媒として1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2を使用した80℃における1H−NMR測定により、極性基を有するオレフィン由来のピークに対する主鎖(0.8〜1.8ppm)の積分比をもとに算出した。
2.分子量
数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる。また、分子量分布パラメーター(Mw/Mn)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって求められたMwとMnの比からMw/Mnとして算出した。
(測定条件)
使用機種:東ソー社製HLC−8121GPC/HT
測定温度:140℃
溶媒:オルトジクロロベンゼン(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールを含む)
カラム:東ソー社製、018420、TSK−gel(登録商標) GMHHR−HHT、充填材粒子径5μm、内径7.8mm 長さ300mm
(試料の調製)
試料はオルトジクロロベンゼン(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールを含む)を用いて溶液を調製し、140℃で溶解させて調製した。
(分子量の算出)
標準ポリスチレン法により行い、保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行った。
3.融点
融点は、日立ハイテクサイエンス社製DSC7020示差走査熱量測定装置を使用してサンプル約3mgをアルミパンに詰め、30℃から250℃まで昇温速度20℃/分で昇温し、5分間保持した後、10℃/分で−30℃まで降温して5分間保持して結晶化させた後、10℃/分で250℃まで昇温し、5分間保持後、20℃/分で30℃まで降温することにより融解曲線を得た。融解曲線を得るために行った最後の昇温段階における主吸熱ピークのピークトップ温度を融点Tmとして求めた。
[Method of analyzing polymer structure]
1. Content of olefin having polar group The structure of the (co) polymer obtained in the Examples was determined by analyzing various NMR measurement results using 300 MHz NMR (model number: AVANCE300M) manufactured by Bruker BRUKER. The content of the monomer unit derived from the olefin having a polar group is determined based on the peak derived from the olefin having a polar group by 1H-NMR measurement at 80 ° C. using 1,1,2,2-tetrachloroethane-d 2 as a solvent. Calculation was based on the integration ratio of the main chain (0.8 to 1.8 ppm).
2. Molecular Weight The number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) are determined by gel permeation chromatography (GPC). The molecular weight distribution parameter (Mw / Mn) was calculated as Mw / Mn from the ratio of Mw and Mn determined by gel permeation chromatography (GPC).
(Measurement condition)
Model used: HLC-8121GPC / HT manufactured by Tosoh Corporation
Measurement temperature: 140 ° C
Solvent: orthodichlorobenzene (including 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol)
Column: manufactured by Tosoh Corporation, 018420, TSK-gel (registered trademark) GMHHR-HHT, filler particle diameter 5 μm, inner diameter 7.8 mm, length 300 mm
(Sample preparation)
A sample was prepared by preparing a solution using orthodichlorobenzene (including 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol) and dissolving it at 140 ° C.
(Calculation of molecular weight)
The standard polystyrene method was used, and the conversion from the retention capacity to the molecular weight was performed using a standard curve prepared in advance by standard polystyrene.
3. Melting point The melting point is about 3 mg of sample packed in an aluminum pan using a DSC7020 differential scanning calorimeter manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., heated from 30 ° C. to 250 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min, and held for 5 minutes. Then, the temperature was lowered to −30 ° C. at 10 ° C./min and held for 5 minutes for crystallization, then heated to 250 ° C. at 10 ° C./min, held for 5 minutes, and then up to 30 ° C. at 20 ° C./min. A melting curve was obtained by lowering the temperature. The peak top temperature of the main endothermic peak in the final temperature increase step performed to obtain the melting curve was determined as the melting point Tm.

配位子1:ビス[N,N‘−(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミノ]アセナフテンの合成
撹拌装置、温度計、温度調節装置、滴下装置、窒素導入管および冷却管を取り付けた500mL容四ツ口フラスコに、アセナフテンキノン(4.5g、25mmol)およびアセトニトリル(125mL)を仕込み、窒素気流下、還流条件で1時間加熱した。酢酸(45g、750mmol)を加えて、窒素気流下、還流条件で1時間加熱した。2,6−ジイソプロピルアニリン(10g、57mmol)を30分かけて滴下して、窒素気流下、還流条件で更に5時間加熱した。室温まで冷却して、黄色〜オレンジ色の固体を濾別して、n−ヘキサンで洗浄した。得られた固体を減圧乾燥して、収率95%で配位子1を11.7g得た。
Ligand 1: Synthesis of bis [N, N ′-(2,6-diisopropylphenyl) imino] acenaphthene 500 mL capacity equipped with stirrer, thermometer, temperature controller, dripping device, nitrogen inlet tube and condenser tube A necked flask was charged with acenaphthenequinone (4.5 g, 25 mmol) and acetonitrile (125 mL), and heated under reflux conditions for 1 hour under a nitrogen stream. Acetic acid (45 g, 750 mmol) was added and heated under reflux conditions for 1 hour under a nitrogen stream. 2,6-Diisopropylaniline (10 g, 57 mmol) was added dropwise over 30 minutes, and the mixture was further heated under reflux conditions for 5 hours under a nitrogen stream. After cooling to room temperature, the yellow-orange solid was filtered off and washed with n-hexane. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain 11.7 g of ligand 1 with a yield of 95%.

金属錯体触媒1:ビス[N,N‘−(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミノ]アセナフテン−臭化ニッケルの合成
撹拌装置および窒素導入管を取り付けた100mL容三ツ口フラスコに、臭化ニッケル(II)エチレングリコールジメチルエーテル錯体(1.0g、3.2mmol)、ジクロロメタン(31mL)を仕込んだ。窒素気流下、配位子1(1.7g、3.4mmol)とジクロロメタン(15mL)を加えて、室温で15時間撹拌した。溶媒を減圧留去して、n−ヘキサンで洗浄した。得られた固体を減圧乾燥して、収率99%で金属錯体触媒1を2.3g得た。
Metal complex catalyst 1: Synthesis of bis [N, N ′-(2,6-diisopropylphenyl) imino] acenaphthene-nickel bromide In a 100 mL three-necked flask equipped with a stirrer and a nitrogen inlet tube, nickel (II) bromide was added. An ethylene glycol dimethyl ether complex (1.0 g, 3.2 mmol) and dichloromethane (31 mL) were charged. Under a nitrogen stream, ligand 1 (1.7 g, 3.4 mmol) and dichloromethane (15 mL) were added, and the mixture was stirred at room temperature for 15 hours. The solvent was distilled off under reduced pressure and washed with n-hexane. The obtained solid was dried under reduced pressure to obtain 2.3 g of metal complex catalyst 1 with a yield of 99%.

[実施例1]アリルフランとエチレンの共重合(共重合体1の調製)
窒素雰囲気下で50mLオートクレーブ中に、トルエン(7mL)、アリルフラン(3mL,0.39mmol)、メチルアルミノキサン(5mmol)を加えた。別途、窒素雰囲気下、金属錯体触媒1(100μmol)を含むトルエン(5mL)溶液を調整し、シリンジを用いてオートクレーブ中に追加した後、エチレン(0.8MPa)を充填、オートクレーブを25℃としてマグネティックスターラで4時間撹拌後、エチレン供給を停止し、メタノールを加えて反応を終了させた。内容液を塩酸メタノール溶液(約100mL)に加えて共重合物を析出させた。生じた共重合体をろ過によって回収し、メタノールで洗浄後、減圧下乾燥して、共重合体1を得た。収量は144mgであった。
1H−NMR測定では、アリルフラン導入により2.5ppm付近に新たなピークが検出された。当該ピークはポリエチレン鎖中へ取り込まれたアリルフランのフラン環α位メチレンに存在する水素原子に由来するピークと同定される。当該1H−NMR測定結果により算出したポリエチレンへのアリルフラン導入率は1.5mol%(5.7質量%)であった。サイズ排除クロマトグラフィーにより、数平均分子量7000、重量平均分子量15000と算出し、Mw/Mnは2.1であった。示差走査熱量測定装置より測定された融点は107℃であった。
[Example 1] Copolymerization of allylfuran and ethylene (Preparation of copolymer 1)
Toluene (7 mL), allyl furan (3 mL, 0.39 mmol), and methylaluminoxane (5 mmol) were added in a 50 mL autoclave under a nitrogen atmosphere. Separately, a toluene (5 mL) solution containing metal complex catalyst 1 (100 μmol) was prepared in a nitrogen atmosphere, added to the autoclave using a syringe, then filled with ethylene (0.8 MPa), and the autoclave was kept at 25 ° C. After stirring for 4 hours with a stirrer, the ethylene supply was stopped, and methanol was added to terminate the reaction. The content solution was added to a hydrochloric acid methanol solution (about 100 mL) to precipitate a copolymer. The resulting copolymer was recovered by filtration, washed with methanol, and then dried under reduced pressure to obtain copolymer 1. The yield was 144 mg.
In 1H-NMR measurement, a new peak was detected in the vicinity of 2.5 ppm by introduction of allyl furan. The peak is identified as a peak derived from a hydrogen atom present in the furan ring α-position methylene of allyl furan incorporated into the polyethylene chain. The allylfuran introduction rate into polyethylene calculated from the 1H-NMR measurement result was 1.5 mol% (5.7 mass%). The number average molecular weight was calculated to be 7000 and the weight average molecular weight was 15000 by size exclusion chromatography, and Mw / Mn was 2.1. The melting point measured by a differential scanning calorimeter was 107 ° C.

本発明により、エチレン及び炭素数3〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種の非極性モノマーとテトラヒドロフラン環、および/または、フラン環を極性基として含む極性モノマーからなる極性オレフィン共重合体を得ることが可能になった。   According to the present invention, a polar olefin copolymer comprising at least one nonpolar monomer selected from ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms and a polar monomer containing a tetrahydrofuran ring and / or a furan ring as a polar group is obtained. It became possible.

かくして、新規な極性オレフィン共重合体を提供しうることが可能となり、ポリオレフィン共重合体の産業分野において非常に有用となる。具体的には、熱可塑性樹脂組成物、相容化剤、接着剤、接着性樹脂、樹脂改質剤、フィラー分散剤等の用途に好適である。   Thus, it becomes possible to provide a novel polar olefin copolymer, which is very useful in the industrial field of polyolefin copolymers. Specifically, it is suitable for uses such as a thermoplastic resin composition, a compatibilizing agent, an adhesive, an adhesive resin, a resin modifier, and a filler dispersant.

Claims (5)

エチレン及び炭素数3〜10のα−オレフィンから選ばれる少なくとも一種の非極性モノマー単位と、下記一般式(1)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の極性モノマー単位および/または下記一般式(2)で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の極性モノマー単位、とからなることを特徴とする極性オレフィン共重合体。
Figure 2018154715
Figure 2018154715
(式中、R1、R2はそれぞれ水素原子、または、炭素数1〜5の炭化水素基を表す。)
At least one non-polar monomer unit selected from ethylene and an α-olefin having 3 to 10 carbon atoms, at least one polar monomer unit selected from a compound represented by the following general formula (1), and / or the following general formula ( 2) A polar olefin copolymer comprising at least one polar monomer unit selected from the compounds represented by 2).
Figure 2018154715
Figure 2018154715
(In the formula, R1 and R2 each represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.)
一般式(1)および/または一般式(2)に由来するモノマー単位の合計量が0.001〜10mol%であることを特徴とする、請求項1に記載の極性オレフィン共重合体。 The polar olefin copolymer according to claim 1, wherein the total amount of the monomer units derived from the general formula (1) and / or the general formula (2) is 0.001 to 10 mol%. ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる重量平均分子量(Mw)が5000〜1000000の範囲であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の極性オレフィン共重合体。 The polar olefin copolymer according to claim 1 or 2, wherein the weight average molecular weight (Mw) determined by gel permeation chromatography (GPC) is in the range of 5000 to 1000000. ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって求められる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比が1.2〜6.5の範囲であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の極性オレフィン共重合体。 The ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) determined by gel permeation chromatography (GPC) is in the range of 1.2 to 6.5. The polar olefin copolymer of any one of these. 融点が50〜140℃であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の極性オレフィン共重合体。 Melting | fusing point is 50-140 degreeC, The polar olefin copolymer of any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
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