JP2019026740A - Propylene homopolymer - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、プロピレン単独重合体に関し、詳しくは特定の融点範囲において、融点と結晶化温度との関係が良好であるプロピレン単独重合体に関する。 The present disclosure relates to a propylene homopolymer, and more particularly to a propylene homopolymer having a good relationship between the melting point and the crystallization temperature in a specific melting point range.
ポリプロピレンは化学的安定性が高く、力学物性に優れ、安価なことから生活産業部材、工業部材などとして幅広く用いられている。
また、一部のポリプロピレンでは片末端にビニル基を有する重合体が知られている。
Polypropylene is widely used as a life industry member, industrial member, etc. because of its high chemical stability, excellent mechanical properties, and low cost.
Some polypropylenes are known to have a vinyl group at one end.
例えば、ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリドに代表されるキラルの立体剛性遷移金属化合物を含有する触媒組成物を用いることにより得られる、数平均分子量(Mn)が2,000ダルトン乃至50,000ダルトンであり、1,000炭素原子当りのビニル基の総数が7000÷Mn以上の立体規則性を有する末端ビニル基含有プロピレン重合体が知られている(特許文献1の請求項10、非特許文献1)。 For example, a number average molecular weight (Mn) of 2 obtained by using a catalyst composition containing a chiral sterically rigid transition metal compound typified by dimethylsilylene bis (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride is 2 A terminal vinyl group-containing propylene polymer having a stereoregularity of 1,000 to 50,000 daltons and a total number of vinyl groups per 1,000 carbon atoms of 7000 ÷ Mn or more is known (Patent Document 1). Claim 10, Non-Patent Document 1).
また、このジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリドを含有する触媒組成物を用いて、プロピレンの希薄状況下で重合することにより得られる、末端ビニル基含有プロピレン重合体がさらにプロピレンモノマーと共重合して得られる、多分散性が4.0以下、融点が90℃を超え、重量平均分枝指数(g)が0.95未満である長鎖分岐構造をもつ末端ビニル基含有プロピレン重合体が知られている(特許文献2の実施例25−30 非特許文献2)。 Moreover, the terminal vinyl group containing propylene polymer obtained by superposing | polymerizing under the dilute condition of propylene using the catalyst composition containing this dimethylsilylene bis (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride is obtained. Further, a terminal vinyl having a long-chain branched structure obtained by copolymerization with a propylene monomer and having a polydispersity of 4.0 or less, a melting point exceeding 90 ° C., and a weight average branching index (g) of less than 0.95. A group-containing propylene polymer is known (Example 25-30 of Patent Document 2).
またさらに、rac−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−メチル−2−フリル)−4−フェニル−インデニル}]ハフニウムに代表されるインデン環の2位に5員環を構成する複素環を有する架橋インデン環をもち、4位にアリール基をもつメタロセン化合物を含む触媒を用いて、バルク重合といったプロピレン濃度の高い状況で、バルク重合が可能な比較的低温で重合することにより得られる、重量平均分子量(Mn)が5万より大きく13万未満、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Q値)が2.0以上4.0以下、末端ビニル率が0.7以上、末端ビニリデン率が0.1未満、40℃のオルトジクロロベンゼン溶出する成分が3重量%以下、mm分率が95%以上の末端ビニル基含有プロピレン重合体が知られている(特許文献3の請求項1) Furthermore, a 5-membered ring is placed at the 2-position of the indene ring represented by rac-dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2- (5-methyl-2-furyl) -4-phenyl-indenyl}] hafnium. Polymerization at a relatively low temperature capable of bulk polymerization in a high propylene concentration situation such as bulk polymerization using a catalyst containing a metallocene compound having a bridged indene ring having a heterocyclic ring and a 4-position aryl group The weight average molecular weight (Mn) is greater than 50,000 and less than 130,000, the ratio (Q value) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) is 2.0 or more and 4.0 or less, Terminal vinyl group-containing propylene having a vinyl ratio of 0.7 or more, a terminal vinylidene ratio of less than 0.1, an orthodichlorobenzene eluting component at 40 ° C. of 3% by weight or less, and a mm fraction of 95% or more. Down polymers are known (claim 1 of Patent Document 3)
特許文献1および非特許文献1の末端ビニル基含有プロピレン重合体は、高選択的に末端ビニル構造を得るために、重合条件として比較的高温かつ低圧でスラリー重合することを必要とするため、プロピレンモノマーの不規則挿入による成長反応に由来する異種結合量が多い。
特許文献2の末端ビニル基含有プロピレン重合体も同様に、低圧でスラリー重合を行うことにより得られるものであり、生成するプロピレン重合体は実施例26、28、30に示されるように、不規則挿入に由来する異種結合量が多い。
特許文献3の末端ビニル基含有プロピレン重合体は、プロピレンモノマーの不規則挿入による成長反応に由来する異種結合量が比較的少ない重合体であるが、数平均分子量が50,000を超えていること、融点に対する結晶化度が高すぎるために結晶化が速いこと等に起因して、成形加工特性や成形品の外観に不具合が生じやすい問題がある。
そこで同じくジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリドを用い、助触媒として粘土を用いて比較的低温でバルク重合をおこない実用的な分子量にするために分子量調整剤として水素を用いた場合には、末端ビニル基の生成が不十分となり充分な量の長鎖分岐を有するプロピレン重合体を得ることができない。
そこで、特許文献4では、同様に、ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリドを用いて、プロピレンの臨界温度を超えて重合をおこなって効率的に長鎖分岐を導入しているが、融点が高くなりすぎてしまうという問題がある。
The terminal vinyl group-containing propylene polymers of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 require slurry polymerization at a relatively high temperature and low pressure as polymerization conditions in order to obtain a terminal vinyl structure with high selectivity. The amount of heterogeneous bonds derived from the growth reaction due to irregular insertion of monomers is large.
Similarly, the terminal vinyl group-containing propylene polymer of Patent Document 2 is obtained by slurry polymerization at low pressure, and the produced propylene polymer is irregular as shown in Examples 26, 28, and 30. The amount of heterologous binding derived from the insertion is large.
The terminal vinyl group-containing propylene polymer of Patent Document 3 is a polymer having a relatively small amount of heterogeneous bonds derived from the growth reaction due to irregular insertion of propylene monomer, but the number average molecular weight exceeds 50,000. In addition, there is a problem that defects are likely to occur in the molding process characteristics and the appearance of the molded product due to the fact that the degree of crystallization with respect to the melting point is too high and the crystallization is fast.
Therefore, dimethylsilylene bis (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride is also used, and clay is used as a co-catalyst to carry out bulk polymerization at a relatively low temperature to obtain a practical molecular weight. When used, the production of terminal vinyl groups is insufficient, and a propylene polymer having a sufficient amount of long chain branching cannot be obtained.
Therefore, in Patent Document 4, similarly, dimethylsilylene bis (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride is used to perform polymerization exceeding the critical temperature of propylene to efficiently introduce long chain branching. However, there is a problem that the melting point becomes too high.
本開示は、上記実情を鑑みて、特定の融点範囲において、融点と結晶化温度との関係が良好である新規なプロピレン単独重合体を提供するものである。 In view of the above circumstances, the present disclosure provides a novel propylene homopolymer having a good relationship between the melting point and the crystallization temperature in a specific melting point range.
本開示のプロピレン単独重合体は、下記特性(i)〜(ii)を有することを特徴とする。
特性(i):融点(Tm)が145℃以上149℃以下
特性(ii):融点(Tm)と結晶化温度(Tc)が下記式(1)を満たす
Tm−Tc≦0.907×Tm−99.64・・・式(1)
The propylene homopolymer of the present disclosure has the following characteristics (i) to (ii).
Characteristic (i): Melting point (Tm) is 145 ° C. or higher and 149 ° C. or lower Characteristic (ii): Melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) satisfy the following formula (1) Tm−Tc ≦ 0.907 × Tm− 99.64 Formula (1)
本開示のプロピレン単独重合体は、下記特性(iii)〜(iv)をさらに有していてもよい。
特性(iii):アイソタクチックトライアッド分率(mm)が90%以上
特性(iv):異種結合量(2,1結合)が0.2mol%以下、且つ、異種結合量(1,3結合)が0.2mol%以下
The propylene homopolymer of the present disclosure may further have the following characteristics (iii) to (iv).
Characteristic (iii): Isotactic triad fraction (mm) is 90% or more Characteristic (iv): Heterogeneous bond amount (2,1 bond) is 0.2 mol% or less and Heterogeneous bond amount (1,3 bond) Is 0.2 mol% or less
本開示のプロピレン単独重合体は、下記特性(v)をさらに有していてもよい。
特性(v):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定する数平均分子量(Mn)が5万以下
The propylene homopolymer of the present disclosure may further have the following property (v).
Characteristic (v): Number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) is 50,000 or less
本開示のプロピレン単独重合体は、下記特性(vi)をさらに有していてもよい。
特性(vi):13C−NMRで測定する末端ビニル率が0.7以上
The propylene homopolymer of the present disclosure may further have the following characteristic (vi).
Characteristic (vi): terminal vinyl ratio measured by 13 C-NMR is 0.7 or more
本開示のプロピレン単独重合体は、下記特性(vii)をさらに有していてもよい。
特性(vii):長鎖分岐数が0.1個/1000モノマー以上
The propylene homopolymer of the present disclosure may further have the following characteristic (vii).
Characteristic (vii): The number of long chain branches is 0.1 / 1000 monomer or more
本開示のプロピレン単独重合体は、下記特性(viii)をさらに有していてもよい。
特性(viii):融点(Tm)と結晶化温度(Tc)が下記式(2)を満たす
Tm−Tc≧0.907×Tm−103.64・・・式(2)
The propylene homopolymer of the present disclosure may further have the following characteristics (viii).
Characteristic (viii): melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) satisfying the following formula (2) Tm−Tc ≧ 0.907 × Tm−103.64 (formula (2))
本開示によれば、特定の融点範囲において、融点と結晶化温度との関係が良好である新規なプロピレン単独重合体を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a novel propylene homopolymer having a good relationship between the melting point and the crystallization temperature in a specific melting point range.
1.プロピレン単独重合体
本開示のプロピレン単独重合体は、下記特性(i)〜(ii)を有することを特徴とする。
特性(i):融点(Tm)が145℃以上149℃以下
特性(ii):融点(Tm)と結晶化温度(Tc)が下記式(1)を満たす
Tm−Tc≦0.907×Tm−99.64・・・式(1)
1. Propylene Homopolymer The propylene homopolymer of the present disclosure has the following characteristics (i) to (ii).
Characteristic (i): Melting point (Tm) is 145 ° C. or higher and 149 ° C. or lower Characteristic (ii): Melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) satisfy the following formula (1) Tm−Tc ≦ 0.907 × Tm− 99.64 Formula (1)
特性(i):融点(Tm)
本開示のプロピレン単独重合体は、示差熱走査熱量測定(DSC)により測定される融点(Tm)が145℃以上149℃以下である。
プロピレン重合体の融点が高くなるほど耐熱性や剛性が向上する。また、融点が高くなりすぎないように制御することにより、溶媒への可溶性を高めることができる。
したがって、本開示のプロピレン単独重合体の融点は、149℃以下が好ましく、より好ましくは148℃以下、さらに好ましくは147.5℃以下である。
また、本開示のプロピレン単独重合体の融点は、145℃以上が好ましく、より好ましくは146℃以上、さらに好ましくは146.5℃以上である。
融点(Tm)は、異種結合量(立体規則性、位置規則性)、アイソタクチック連鎖長、により制御することができる。
本開示のプロピレン単独重合体の融点を得る為に、異種結合量(立体規則性、位置規則性)、アイソタクチック連鎖長が最適になる錯体を選定し、さらに、重合温度圧力の調整をすること等で融点を制御することができる。
Characteristic (i): Melting point (Tm)
The propylene homopolymer of the present disclosure has a melting point (Tm) measured by differential thermal scanning calorimetry (DSC) of 145 ° C. or higher and 149 ° C. or lower.
The higher the melting point of the propylene polymer, the better the heat resistance and rigidity. Moreover, the solubility to a solvent can be improved by controlling so that melting | fusing point does not become high too much.
Therefore, the melting point of the propylene homopolymer of the present disclosure is preferably 149 ° C. or less, more preferably 148 ° C. or less, and further preferably 147.5 ° C. or less.
Further, the melting point of the propylene homopolymer of the present disclosure is preferably 145 ° C. or higher, more preferably 146 ° C. or higher, and further preferably 146.5 ° C. or higher.
The melting point (Tm) can be controlled by the amount of heterogeneous bonds (stereoregularity, regioregularity) and isotactic chain length.
In order to obtain the melting point of the propylene homopolymer of the present disclosure, a complex that optimizes the amount of heterogeneous bonds (stereoregularity, regioregularity) and isotactic chain length is selected, and the polymerization temperature and pressure are adjusted. Thus, the melting point can be controlled.
特性(ii)、特性(viii):融点(Tm)と結晶化温度(Tc)の関係
本開示のプロピレン単独重合体は、示差熱走査熱量測定(DSC)により測定される融点(Tm)と結晶化温度(Tc)に関して下記式(1)を満たす。
Tm−Tc≦0.907×Tm−99.64・・・式(1)
さらに、好ましくは、下記式(1)’を満たす。
Tm−Tc≦0.907×Tm−100.64・・・式(1)’
すなわち、本開示のプロピレン単独重合体は、示差熱走査熱量測定(DSC)により測定される融点(Tm)と結晶化温度(Tc)との差(過冷却度(Tm−Tc):単位℃)が、融点(Tm)見合いで小さいことを特徴とする。
融点(Tm)見合いで結晶化温度(Tc)が高いということは、同じ融点(Tm)のプロピレン重合体とくらべて結晶化しやすい、結晶化速度が速い、結晶が小さく密になるということを意味する。このように結晶化しやすいプロピレン重合体を用いた場合には、結晶サイズや量に起因する透明性、結晶量に起因する耐熱性、剛性が融点(Tm)見合いで高くなることを意味する。
そこで本開示のプロピレン単独重合体は、上記式(1)を満たす必要がある。過冷却度(Tm−Tc)が大きすぎると、上記の透明性や、耐熱性、剛性が融点(Tm)見合いで悪くなってしまう。
Property (ii), Property (viii): Relationship between melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) The propylene homopolymer of the present disclosure has a melting point (Tm) and a crystal measured by differential thermal scanning calorimetry (DSC). The following formula (1) is satisfied with respect to the conversion temperature (Tc).
Tm−Tc ≦ 0.907 × Tm−99.64 Expression (1)
Further, preferably, the following formula (1) ′ is satisfied.
Tm−Tc ≦ 0.907 × Tm−100.64 Expression (1) ′
That is, the propylene homopolymer of the present disclosure has a difference between the melting point (Tm) measured by differential scanning calorimetry (DSC) and the crystallization temperature (Tc) (degree of supercooling (Tm-Tc): unit ° C). However, it is characterized by a small melting point (Tm).
A high crystallization temperature (Tc) corresponding to the melting point (Tm) means that it is easy to crystallize compared to a propylene polymer having the same melting point (Tm), has a high crystallization rate, and has small and dense crystals. To do. When a propylene polymer that is easily crystallized as described above is used, it means that the transparency due to the crystal size and amount, the heat resistance due to the crystal amount, and the rigidity increase in accordance with the melting point (Tm).
Therefore, the propylene homopolymer of the present disclosure needs to satisfy the above formula (1). If the degree of supercooling (Tm-Tc) is too large, the above-described transparency, heat resistance, and rigidity will deteriorate in accordance with the melting point (Tm).
また反対に、過冷却度(Tm−Tc)が小さすぎることは融点(Tm)見合いの結晶化が速すぎ、結晶生成の大きさや量が制御できず、目的の物性が出ない可能性がある。
そこで、本開示のプロピレン単独重合体は下記式(2)を満たすことが望ましい。
Tm−Tc≧0.907×Tm−103.64・・・式(2)
On the other hand, if the degree of supercooling (Tm-Tc) is too small, crystallization corresponding to the melting point (Tm) is too fast, the size and amount of crystal formation cannot be controlled, and the desired physical properties may not be obtained. .
Therefore, it is desirable that the propylene homopolymer of the present disclosure satisfies the following formula (2).
Tm−Tc ≧ 0.907 × Tm−103.64 Expression (2)
[過冷却度(Tm−Tc)の制御]
融点(Tm)は異種結合量(立体規則性、位置規則性)、アイソタクチック連鎖長、により制御される。また通常のプロピレン単独重合体ではTcとTmとの間には一次的な相関がある。
一方、融点(Tm)見合いの結晶化温度(Tc)が高くなるということは、異種結合量(立体規則性、位置規則性)、アイソタクチック連鎖長以外の一次構造が寄与する。とくに分岐構造を持つ場合には分岐点が結晶化を促進すると考えられており、分岐が多いほど過冷却度が小さくなる。
したがって、本開示の重合体を得る為には、異種結合量(立体規則性、位置規則性)、アイソタクチック連鎖長および、分岐量が最適になる錯体を選定し、さらに、重合温度圧力の調整をすること等で過冷却度を制御することができる。
[Control of degree of supercooling (Tm-Tc)]
The melting point (Tm) is controlled by the amount of heterogeneous bonds (stereoregularity, regioregularity) and isotactic chain length. In a normal propylene homopolymer, there is a primary correlation between Tc and Tm.
On the other hand, a higher crystallization temperature (Tc) corresponding to the melting point (Tm) contributes to a primary structure other than the amount of heterogeneous bonds (stereoregularity, regioregularity) and isotactic chain length. In particular, in the case of having a branch structure, it is considered that the branch point promotes crystallization, and the degree of supercooling decreases as the number of branches increases.
Therefore, in order to obtain the polymer of the present disclosure, a complex that optimizes the amount of heterogeneous bonds (stereoregularity, regioregularity), isotactic chain length, and branching amount is selected. The degree of supercooling can be controlled by adjusting and the like.
[融点(Tm)、結晶化温度(Tc)の測定方法]
本開示において融点(Tm)は、セイコーインスツルメンツ社製DSC6200を使用し、シート状にしたサンプル片を5mgアルミパンに詰め、室温から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で20℃まで降温して、結晶化させた時の結晶最大ピーク温度(℃)として、結晶化温度(Tc)を求め、その後、10℃/分で200℃まで昇温させた時の融解最大ピーク温度(℃)として求めることができる。
[Measuring method of melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc)]
In the present disclosure, the melting point (Tm) is a DSC6200 manufactured by Seiko Instruments Inc., a sample piece made into a sheet is packed in a 5 mg aluminum pan, heated from room temperature to 200 ° C. at a heating rate of 100 ° C./min. After being held for 10 minutes, the temperature is lowered to 20 ° C. at 10 ° C./min, and the crystallization temperature (Tc) is obtained as the maximum crystal peak temperature (° C.) when crystallization is performed. It can be determined as the maximum melting peak temperature (° C.) when the temperature is raised to.
特性(iii):アイソタクチックトライアッド分率(mm)が90%以上
本開示のプロピレン単独重合体は、立体規則性が高いことが好ましい。
本開示においてプロピレン単独重合体の立体規則性に制限はないが、13C−NMRにより算出されるプロピレン単位3連鎖のmm分率(アイソタクチックトライアッド分率)は、90%以上に達し、好ましくは93%以上であり、より好ましくは95%以上である。
プロピレン単独重合体のmm分率が高いほど、高度に制御されていることを意味する。
また、mm分率が上記値より小さいと、製品の弾性率が低下するなど機械的物性が低下してしまう。
Characteristic (iii): Isotactic triad fraction (mm) is 90% or more The propylene homopolymer of the present disclosure preferably has high stereoregularity.
In the present disclosure, there is no limitation on the stereoregularity of the propylene homopolymer, but the mm fraction (isotactic triad fraction) of the three propylene units calculated by 13 C-NMR reaches 90% or more, preferably Is 93% or more, more preferably 95% or more.
The higher the mm fraction of the propylene homopolymer, the higher the degree of control.
On the other hand, if the mm fraction is smaller than the above value, the mechanical properties such as the elastic modulus of the product are lowered.
プロピレン単位3連鎖のmm分率は、13C−NMR測定により測定された13Cシグナルの積分強度を、下記式(3)に代入することにより求められる。
mm(%)=Imm×100/(Imm+3×Imrrm)・・・式(3)
ここでImmは、プロピレン単位3連鎖がmmの結合様式に帰属される13Cシグナルの積分強度を表し、化学シフトが23.6〜21.1ppmの範囲の13Cシグナルの積分強度(以下「I23.6〜21.1」のように記載する。)として算出する。
Imrrmは、プロピレン単位5連鎖がmrrmの結合様式に帰属される13Cシグナルの積分強度を表し、I19.8〜19.7で示される値である。
プロピレン単位3連鎖のmm分率を求めるための13C−NMR測定は、後述する10mmφのクライオプローブを装着したブルカー・バイオスピン(株)のAV400型NMR装置を用いた方法で行うことができる。
スペクトルの帰属は、Polymer Jounral,16巻,717頁(1984),朝倉書店や、Macromolecules,8卷,687頁(1975年)や、Polymer,30巻 1350頁(1989年)を参考に行うことができる。
The mm fraction of 3 chain | strands of a propylene unit is calculated | required by substituting the integrated intensity | strength of the 13 C signal measured by 13 C-NMR measurement into following formula (3).
mm (%) = Imm × 100 / (Imm + 3 × Imrrm) (3)
Here, Imm represents the integrated intensity of the 13 C signal attributed to the bonding mode in which the three chains of propylene units belong to mm, and the integrated intensity of the 13 C signal (hereinafter referred to as “I” in the range of 23.6 to 21.1 ppm in chemical shift). 23.6 to 21.1 ")).
Imrrm represents the integrated intensity of the 13 C signal in which five chains of propylene units are assigned to the binding mode of mrrm , and is a value represented by I 19.8 to 19.7 .
The 13 C-NMR measurement for determining the mm fraction of three propylene units can be carried out using a Bruker BioSpin Corporation AV400 NMR apparatus equipped with a 10 mmφ cryoprobe described later.
Spectral assignment can be made with reference to Polymer Journal, 16, 717 (1984), Asakura Shoten, Macromolecules, 8 卷, 687 (1975), and Polymer, 30, 1350 (1989). it can.
特性(iv):異種結合量(2,1結合)が0.2mol%以下かつ、異種結合量(1,3結合)が0.2mol%以下
プロピレン単独重合体の位置規則性には制限はないが、13C−NMRにより算出される2,1結合が0.2mol%以下かつ1,3結合が0.2mol%以下となることが好ましい。
2,1結合が、より好ましくは0.15mol%以下、さらに好ましくは0.12mol%以下、特に好ましくは0.10mol%以下である。
1,3結合は、より好ましくは0.18mol%以下、さらに好ましくは0.16mol%以下、特に好ましくは0.15mol%以下である。
異種結合の量が少なくなることにより、他のプロピレン重合体や基材に混合または塗布した場合にその混合効率が上がったり、コーティングの効率が良くなったり、さらにコーティング剤として剥がれにくくなる。
また、プロピレンの規則性(立体/位置)が高くなりすぎないように制御することにより、溶媒への可溶性を高め、末端ビニルの反応性を高めることができる。
Characteristic (iv): The amount of heterogeneous bonds (2,1 bond) is 0.2 mol% or less and the amount of heterogeneous bonds (1,3 bond) is 0.2 mol% or less. However, it is preferable that the 2,1 bond calculated by 13 C-NMR is 0.2 mol% or less and the 1,3 bond is 0.2 mol% or less.
The 2,1 bond is more preferably 0.15 mol% or less, further preferably 0.12 mol% or less, and particularly preferably 0.10 mol% or less.
The 1,3 bond is more preferably 0.18 mol% or less, further preferably 0.16 mol% or less, and particularly preferably 0.15 mol% or less.
By reducing the amount of heterogeneous bonds, when mixed or applied to another propylene polymer or a substrate, the mixing efficiency is increased, the coating efficiency is improved, and the coating agent is not easily peeled off.
Further, by controlling so that the regularity (stereo / position) of propylene does not become too high, solubility in a solvent can be enhanced and the reactivity of terminal vinyl can be enhanced.
異種結合量(モル濃度)は、13C−NMRスペクトルのシグナル強度を用い、以下の式から求める。
プロピレン2,1結合(mol%)
=I2,1−P×100/(I1,2−P+I2,1−P +I1,3−P )
プロピレン1,3結合(mol%)
=I1,3−P×100/(I1,2−P+I2,1−P +I1,3−P )
ここで、I1,2−P、I2,1−P、I1,3−Pはそれぞれ下記のように求める。
I1,2−P =I48.80〜44.50
I2,1−P =(I35.72〜35.63+I35.83〜35.77)/2
I1,3−P =I37.41−37.21/2
The amount of heterogeneous bonds (molar concentration) is determined from the following equation using the signal intensity of the 13 C-NMR spectrum.
Propylene 2,1 bond (mol%)
= I2,1-P × 100 / (I1,2-P + I2,1-P + I1,3-P)
Propylene 1,3 bond (mol%)
= I1,3-P × 100 / (I1,2-P + I2,1-P + I1,3-P)
Here, I1,2-P, I2,1-P, and I1,3-P are obtained as follows.
I1,2-P = I 48.80-44.50
I2,1-P = (I 35.72 to 35.63 + I 35.83 to 35.77 ) / 2
I1,3-P = I 37.41-37.21 / 2
特性(v):GPCで測定する数平均分子量(Mn)が5万以下
本開示のプロピレン単独重合体は、数平均分子量(Mn)が、5万以下であることが好ましく、より好ましくは4.5万以下であり、さらに好ましくは4万以下である。
上記範囲であると、末端ビニル基の変性をおこなう官能化の反応効率が良い。
また、単位質量あたりの末端ビニル基の量が増えるために変性によって官能基の量が十分な量導入できる。
さらに、溶媒への溶解性が高まる。
一方、数平均分子量(Mn)は、好ましくは1万以上であり、より好ましくは1.5万以上であり、さらに好ましくは2万以上である。
上記範囲であると、単独重合体の規則性(立体/位置)の特性に由来する2次構造がとりやすく、結晶性(融点および結晶化温度)を発現できる。
このプロピレン単独重合体の数平均分子量(Mn)は、重合用触媒成分として停止反応であるβメチル脱離反応速度が速い特殊な構造の錯体を選ぶことによって、制御が可能である。そのような錯体構造としては、後述する2位に嵩高い複素環基を有し、4位に置換されてもよいアリール基等を有するビスインデン錯体を挙げることができる。
また、この脱離反応速度は重合温度や、プロピレンの濃度、圧力を変えることによっても制御することができる。例えば、実施例に示す錯体では、重合温度が高くなる程、数平均分子量(Mn)を小さくすることができる。
Characteristic (v): Number average molecular weight (Mn) measured by GPC is 50,000 or less The propylene homopolymer of the present disclosure preferably has a number average molecular weight (Mn) of 50,000 or less, more preferably 4. It is 50,000 or less, more preferably 40,000 or less.
Within the above range, the functionalization reaction efficiency for modifying the terminal vinyl group is good.
In addition, since the amount of terminal vinyl groups per unit mass increases, a sufficient amount of functional groups can be introduced by modification.
Furthermore, the solubility to a solvent increases.
On the other hand, the number average molecular weight (Mn) is preferably 10,000 or more, more preferably 15,000 or more, and further preferably 20,000 or more.
Within the above range, a secondary structure derived from the regularity (stereo / position) characteristics of the homopolymer can be easily obtained, and crystallinity (melting point and crystallization temperature) can be exhibited.
The number average molecular weight (Mn) of this propylene homopolymer can be controlled by selecting a complex having a special structure having a fast β-methyl elimination reaction rate as a termination reaction as a polymerization catalyst component. Examples of such a complex structure include a bisindene complex having a bulky heterocyclic group at the 2-position described later and an aryl group which may be substituted at the 4-position.
The elimination reaction rate can also be controlled by changing the polymerization temperature, propylene concentration, and pressure. For example, in the complexes shown in the examples, the number average molecular weight (Mn) can be decreased as the polymerization temperature increases.
ここで、数平均分子量(Mn)の値は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られるものであり、その測定法、測定機器の詳細は、以下の通りである。
装置:Waters社製GPC(ALC/GPC、150C)
検出器:FOXBORO社製MIRAN、1A、IR検出器(測定波長:3.42μm)
カラム:昭和電工社製AD806M/S(3本)
移動相溶媒:o−ジクロロベンゼン(ODCB)
測定温度:140℃
流速:1.0mL/分
注入量:0.2mL
試料の調製は、試料と、ODCB(0.5mg/mLのジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を含む)を用いて、1mg/mLの溶液を調製し、140℃で約1時間を要して、溶解させて行う。
なお、得られたクロマトグラムのベースラインと区間は、図1のように行う。
また、GPC測定で得られた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う。使用する標準ポリスチレンは、何れも東ソー社製の以下の銘柄である。
銘柄:F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000
各々が0.5mg/mLとなるように、ODCB(0.5mg/mLのBHTを含む)に溶解した溶液を0.2mL注入して、較正曲線を作成する。較正曲線は、最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。
分子量への換算に使用する粘度式:[η]=K×Mαは、以下の数値を用いる。
PS:K=1.38×10−4、α=0.7
PP:K=1.03×10−4、α=0.78
Here, the value of the number average molecular weight (Mn) is obtained by gel permeation chromatography (GPC), and the details of the measuring method and measuring instrument are as follows.
Equipment: GPC manufactured by Waters (ALC / GPC, 150C)
Detector: MIRAN, 1A, IR detector manufactured by FOXBORO (measurement wavelength: 3.42 μm)
Column: AD806M / S (3 pieces) manufactured by Showa Denko KK
Mobile phase solvent: o-dichlorobenzene (ODCB)
Measurement temperature: 140 ° C
Flow rate: 1.0 mL / min Injection rate: 0.2 mL
The sample was prepared by preparing a 1 mg / mL solution using the sample and ODCB (containing 0.5 mg / mL dibutylhydroxytoluene (BHT)), and taking about 1 hour at 140 ° C. To do.
The baseline and section of the obtained chromatogram are performed as shown in FIG.
Further, the conversion from the retention capacity obtained by GPC measurement to the molecular weight is performed using a standard curve prepared in advance by standard polystyrene. The standard polystyrenes used are all the following brands manufactured by Tosoh Corporation.
Brand: F380, F288, F128, F80, F40, F20, F10, F4, F1, A5000, A2500, A1000
Inject 0.2 mL of a solution dissolved in ODCB (containing 0.5 mg / mL BHT) so that each is 0.5 mg / mL to create a calibration curve. The calibration curve uses a cubic equation obtained by approximation by the least square method.
Viscosity formula used for conversion to molecular weight: [η] = K × M α uses the following numerical values.
PS: K = 1.38 × 10 −4 , α = 0.7
PP: K = 1.03 × 10 −4 , α = 0.78
本開示のプロピレン単独重合体のGPC測定による重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/Mnは、2.0以上、4.0以下の範囲であることが好ましい。
Mw/Mnが4.0以下であると、必要としない低分子量成分の量を減少させられ、満足する物性のものが得られる。
また、Mw/Mnが2.0以上であると、所望の量の高分子量成分が得られ、結晶構造由来の物性と反応性に由来する機能性のバランスが良くなる。
また、Mw/Mnは、より好ましくは2.3以上、3.9以下であり、さらに好ましくは2.6以上、3.8以下である。
It is preferable that ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) by GPC measurement of the propylene homopolymer of this indication is the range of 2.0 or more and 4.0 or less.
When Mw / Mn is 4.0 or less, the amount of low molecular weight components not required can be reduced, and satisfactory physical properties can be obtained.
Further, when Mw / Mn is 2.0 or more, a desired amount of a high molecular weight component is obtained, and the balance between the physical properties derived from the crystal structure and the functionality derived from the reactivity is improved.
Further, Mw / Mn is more preferably 2.3 or more and 3.9 or less, and further preferably 2.6 or more and 3.8 or less.
特性(vi):13C−NMRで測定する末端ビニル率が0.7以上
本開示のプロピレン単独重合体は、末端ビニル率が0.7以上であることが好ましい。
本開示において末端ビニル率とは、プロピレン単独重合体の全ポリマー鎖のうち末端にビニル基を持つ鎖の割合を意味し、下式により計算される。
(末端ビニル率)={[Vi]/((総末端数)−LCB数)}×2
(ただし、[Vi]は、1H−NMRにより算出される1000モノマーユニット当りの末端ビニル基の数である。総末端数は、13C−NMRにより算出される1000モノマーユニット当りの末端の総数である。LCB数は、13C−NMRにより算出される1000モノマーユニット当りの炭素数7以上の分岐鎖の根元のメチン炭素の数である。)
本開示のプロピレン単独重合体は、末端ビニル率が0.7以上であることが好ましく、より好ましくは0.75以上である。さらに好ましくは0.8以上であり、理想的には1.0(すべてのポリマー鎖が末端にビニル基を有する)である。
Characteristic (vi): The terminal vinyl ratio measured by 13 C-NMR is 0.7 or more. The propylene homopolymer of the present disclosure preferably has a terminal vinyl ratio of 0.7 or more.
In the present disclosure, the term “terminal vinyl ratio” means the ratio of the chain having a vinyl group at the end of the total polymer chain of the propylene homopolymer, and is calculated by the following formula.
(Terminal vinyl ratio) = {[Vi] / ((total number of terminals) −LCB number)} × 2
(Where [Vi] is the number of terminal vinyl groups per 1000 monomer units calculated by 1 H-NMR. The total number of terminals is the total number of terminals per 1000 monomer units calculated by 13 C-NMR. (The LCB number is the number of methine carbons at the base of a branched chain having 7 or more carbon atoms per 1000 monomer units calculated by 13 C-NMR.)
The propylene homopolymer of the present disclosure preferably has a terminal vinyl ratio of 0.7 or more, more preferably 0.75 or more. More preferably, it is 0.8 or more, and ideally 1.0 (all polymer chains have a vinyl group at the terminal).
[反応機構と末端構造との関係]
本開示において、末端ビニル率が0.7以上のプロピレン単独重合体を得るに際し、反応機構と得られる末端構造との関係は以下の通りである。
プロピレンの重合においては、一般的にβ水素脱離が起こり、下記構造式(1−b)に示すビニリデン構造(プロピル−ビニリデン構造)の末端が生成する。
また、水素を用いた場合には、通常、水素へ連鎖移動が優先的に起こり下記構造式(1−c)に示すi−ブチル構造の末端が生成する。
しかしながら、特殊な構造の錯体を重合触媒に用いた場合には、βメチル脱離と一般に呼ばれる特殊な連鎖移動反応が起こり、下記構造式(1−a)に示すビニル構造(1−プロペニル構造)の末端が生成する(参照文献:Macromol.Rapid Commun.2000,21,1103−1107)。
また、プロピレンの重合においては、反応機構上、次のような末端構造が生成する。プロピレン挿入し、β水素脱離を起した後に、さらにγ位から水素を引き抜くことでできるπアリル中間体を経て、下記構造式(1−d)に示すi−ブテニル構造の末端が生成する。
また、プロピレンは不規則な2,1挿入を起こすことがあるが、このような不規則結合を起こした後に、水素へ連鎖移動したり、β水素脱離を起こしたり、πアリル中間体を経て水素脱離したりすると、下記構造式(1−e)に示すn−ブチル構造、下記構造式(1−f)に示す1−ブテニル構造、下記構造式(1−g)に示す末端ビニレン構造(2−ブテニル構造)の末端が生成する。ここで、1−ブテニル構造(構造式(1−f))は、本開示の末端ビニル基に含めるものとする。
[Relationship between reaction mechanism and terminal structure]
In the present disclosure, when obtaining a propylene homopolymer having a terminal vinyl ratio of 0.7 or more, the relationship between the reaction mechanism and the terminal structure obtained is as follows.
In the polymerization of propylene, β-hydrogen elimination generally occurs, and a vinylidene structure (propyl-vinylidene structure) terminal represented by the following structural formula (1-b) is generated.
In addition, when hydrogen is used, chain transfer to hydrogen usually takes place preferentially and the end of the i-butyl structure represented by the following structural formula (1-c) is generated.
However, when a complex having a special structure is used as a polymerization catalyst, a special chain transfer reaction generally called β-methyl elimination occurs, and a vinyl structure (1-propenyl structure) represented by the following structural formula (1-a) (Reference: Macromol. Rapid Commun. 2000, 21, 1103-1107).
In addition, in the polymerization of propylene, the following terminal structure is generated due to the reaction mechanism. After propylene insertion and β-hydrogen elimination, a terminal of i-butenyl structure represented by the following structural formula (1-d) is generated through a π-allyl intermediate that can be extracted from the γ-position.
In addition, propylene may cause irregular 2,1 insertion. After such an irregular bond occurs, it undergoes chain transfer to hydrogen, β hydrogen elimination, or π allyl intermediate. When hydrogen is desorbed, an n-butyl structure represented by the following structural formula (1-e), a 1-butenyl structure represented by the following structural formula (1-f), and a terminal vinylene structure represented by the following structural formula (1-g) ( The end of (2-butenyl structure) is formed. Here, the 1-butenyl structure (structural formula (1-f)) is included in the terminal vinyl group of the present disclosure.
開始末端は、必ず飽和炭化水素末端であり、両末端に不飽和結合が現れることはない。
このことは、本開示のプロピレン単独重合体の変性を行う場合には、片側の末端のみが変性されることを意味する。これに対して、例えば、プロピレン重合体を熱分解して得られる末端不飽和結合を有する重合体は、両末端がビニリデン(Vd)基となる可能性があり、これから不飽和結合を変性した場合には両末端が変性される可能性があり、本開示のプロピレン単独重合体とは形態が異なってしまう。
The starting end is always a saturated hydrocarbon end, and no unsaturated bond appears at both ends.
This means that when the propylene homopolymer of the present disclosure is modified, only one end is modified. On the other hand, for example, a polymer having terminal unsaturated bonds obtained by thermally decomposing a propylene polymer may be vinylidene (Vd) groups at both ends, and the unsaturated bond is modified from this. There is a possibility that both ends may be modified, and the form differs from the propylene homopolymer of the present disclosure.
したがって、末端ビニル率を高めるためには、構造式(1−b)〜(1−e)、(1−g)、(1−h)を生じる反応を抑制し、構造式(1−a)、(1−f)を生じる反応を促進させるような、重合条件が好ましい。
重合条件のうち、触媒に関しては、後述する、ビスインデニルハフニウム錯体の構造を有し、配位子であるインデン環の2位に特定の置換基を有する5員複素環、および、同インデン環の4位に特定の置換基を有するアリール基が置換したメタロセン化合物を含むオレフィン重合用触媒を用いることにより、構造式(1−a)を生じる連鎖移動反応を促進させることができる。
また、このようなメタロセン化合物を含むオレフィン重合用触媒を用いた場合には、水素を用いた場合にも、驚くべきことに、活性は増大するものの優先的にβメチル脱離反応が起こり、ビニル構造(1−プロペニル構造):構造式(1−a)が主に生成する。また、この選択率は、重合温度を変えることによっても制御することができる。例えば、実施例に示すメタロセン化合物を含むオレフィン重合用触媒では、重合温度が高くなる程、末端ビニル率を高くすることができる。
Therefore, in order to increase the terminal vinyl ratio, the reaction generating the structural formulas (1-b) to (1-e), (1-g), (1-h) is suppressed, and the structural formula (1-a) , Polymerization conditions that promote the reaction that yields (1-f) are preferred.
Among the polymerization conditions, regarding the catalyst, a 5-membered heterocyclic ring having the structure of a bisindenyl hafnium complex and having a specific substituent at the 2-position of the indene ring, which is a ligand, and the indene ring described later. By using an olefin polymerization catalyst containing a metallocene compound substituted with an aryl group having a specific substituent at the 4-position, the chain transfer reaction that generates the structural formula (1-a) can be promoted.
In addition, when an olefin polymerization catalyst containing such a metallocene compound is used, even when hydrogen is used, surprisingly, although the activity increases, a β-methyl elimination reaction occurs preferentially, and vinyl Structure (1-propenyl structure): Structural formula (1-a) is mainly generated. This selectivity can also be controlled by changing the polymerization temperature. For example, in the olefin polymerization catalyst including the metallocene compound shown in the examples, the terminal vinyl ratio can be increased as the polymerization temperature increases.
また、本開示においては、プロピレンの重合において、反応機構上、ポリマー鎖内部に規則的なモノマーユニットに加えて、次のような内部オレフィンが生成しポリマーを構成するモノマーユニットとなることがある。
プロピレン挿入し、β水素脱離を起した後に、さらにγ位から水素を引き抜くことでできるπアリル中間体を経て、さらにプロピレンが挿入することにより構造式(1−m)に示す内部ビニリデン構造が生成しうる。
プロピレンが不規則な2,1挿入を起こしβ水素脱離を起した後に、πアリル中間体を経てさらにプロピレンが挿入することにより構造式(1−n)に示す内部3置換オレフィン構造が生成しうる。
プロピレン挿入し、βメチル脱離を起した後に、さらにγ位から水素を引き抜くことでできるπアリル中間体を経て、さらにプロピレンが挿入することにより構造式(1−o)に示す内部ビニレン構造が生成しうる。
In the present disclosure, in the polymerization of propylene, due to the reaction mechanism, in addition to the regular monomer unit inside the polymer chain, the following internal olefin may be generated to form a monomer unit constituting the polymer.
After propylene insertion and β-hydrogen elimination, via a π-allyl intermediate that can be further extracted from the γ-position, further propylene insertion results in an internal vinylidene structure represented by the structural formula (1-m). Can be generated.
After propylene undergoes irregular 2,1 insertion and β hydrogen elimination, propylene is further inserted through a π-allyl intermediate to form an internal trisubstituted olefin structure represented by the structural formula (1-n). sell.
After propylene insertion and β-methyl elimination, and further through a π-allyl intermediate that can be extracted from the γ-position, further propylene insertion results in an internal vinylene structure represented by the structural formula (1-o). Can be generated.
[末端ビニル率を特定する方法]
以下に説明する方法で、1H−NMRおよび13C−NMRを実施し、末端ビニル率を特定することができる。
[試料調製と測定条件]
試料200mgをo−ジクロロベンゼン/重水素化臭化ベンゼン(C6D5Br)=4/1(体積比)2.4mlおよび化学シフトの基準物質であるヘキサメチルジシロキサンと共に内径10mmφのNMR試料管に入れ、150℃のブロックヒーターで均一に溶解する。
NMR測定は10mmφのクライオプローブを装着したブルカー・バイオスピン(株)のAV400型NMR装置を用いて行う。
不飽和末端の定量には、1H−NMRを用いる。1H−NMRの測定条件は試料の温度120℃、パルス角4.5°、パルス間隔2秒、積算回数512回として測定をする。
化学シフトはヘキサメチルジシロキサンのプロトンシグナルを0.09ppmに設定し、他のプロトンによるシグナルの化学シフトはこれを基準とする。
飽和末端の定量には、13C−NMRを用いる。13C−NMRの測定条件は試料の温度120℃、パルス角を90°、パルス間隔を15秒、積算回数を1024回、ブロードバンドデカップリング法で測定を実施する。
化学シフトはヘキサメチルジシロキサンの13Cシグナルを1.98ppmに設定し、他の13Cによるシグナルの化学シフトはこれを基準とする。
[Method for specifying the terminal vinyl ratio]
By the method described below, 1 H-NMR and 13 C-NMR can be carried out to identify the terminal vinyl ratio.
[Sample preparation and measurement conditions]
A 200 mg sample is an NMR sample having an inner diameter of 10 mmφ together with 2.4 ml of o-dichlorobenzene / deuterated benzene bromide (C 6 D 5 Br) = 4/1 (volume ratio) and hexamethyldisiloxane which is a reference substance of chemical shift Put in a tube and dissolve uniformly with a block heater at 150 ° C.
The NMR measurement is performed using an AV400 type NMR apparatus of Bruker BioSpin Co., Ltd. equipped with a 10 mmφ cryoprobe.
1 H-NMR is used for quantification of the unsaturated end. The measurement conditions for 1 H-NMR are as follows: the sample temperature is 120 ° C., the pulse angle is 4.5 °, the pulse interval is 2 seconds, and the number of integrations is 512 times.
The chemical shift sets the proton signal of hexamethyldisiloxane to 0.09 ppm, and the chemical shift of the signal by other protons is based on this.
13 C-NMR is used for quantification of the saturated terminal. The measurement conditions of 13 C-NMR are a sample temperature of 120 ° C., a pulse angle of 90 °, a pulse interval of 15 seconds, an integration count of 1024 times, and a broadband decoupling method.
The chemical shift sets the 13 C signal of hexamethyldisiloxane to 1.98 ppm, and the chemical shift of the signal due to the other 13 C is based on this.
[不飽和末端の数の算出方法]
1H−NMRでは、構造式(1−a)1−プロペニルと、構造式(1−f)1−ブテニルの不飽和結合のプロトンシグナルは、1H−NMRスペクトルの5.08〜4.85ppmと5.86〜5.69ppmのシグナルに重なって検出される。そこで、末端ビニル基の数[Vi]は、1−プロペニルと1−ブテニルを合わせた数として、トータル1000モノマーあたりの不飽和結合量として、1H−NMRスペクトルのシグナル強度を用い、以下の式から求める。
構造式(1−a)+構造式(1−f): [Vi]=Ivi×1000/Itotal
[Calculation method of the number of unsaturated ends]
In 1 H-NMR, proton signals of unsaturated bonds of structural formula (1-a) 1-propenyl and structural formula (1-f) 1-butenyl are 5.08 to 4.85 ppm in the 1 H-NMR spectrum. And 5.86-5.69 ppm signals are detected. Therefore, the number of terminal vinyl groups [Vi] is the number of 1-propenyl and 1-butenyl combined, the amount of unsaturated bonds per 1000 monomers in total, and the signal intensity of the 1 H-NMR spectrum. Ask from.
Structural formula (1-a) + Structural formula (1-f): [Vi] = Ivi × 1000 / Itotal
また、末端ビニリデン基の数[Vd]は、プロピル−ビニリデンの数として、トータル1000モノマーあたりの不飽和結合量として、1H−NMRスペクトルのシグナル強度を用い、以下の式から求める。
構造式(1−b): [Vd]=Ivd×1000/Itotal
同様にして、i−ブテニル基の数[i−ブテニル]、ビニレン末端の数[末端ビニレン]、内部ビニリデンの数[内部ビニリデン]は以下の式から求められる。
構造式(1−d): [i−ブテニル]=Iibu×1000/Itotal
構造式(1−g): [末端ビニレン]=Ivnl×1000/Itotal
構造式(1−m): [内部ビニリデン]=Iivd×1000/Itotal
The number of terminal vinylidene groups [Vd] is obtained from the following formula using the signal intensity of the 1 H-NMR spectrum as the number of unsaturated bonds per 1000 monomers as the number of propyl-vinylidene.
Structural formula (1-b): [Vd] = Ivd × 1000 / Itotal
Similarly, the number of i-butenyl groups [i-butenyl], the number of vinylene terminals [terminal vinylene], and the number of internal vinylidenes [internal vinylidene] can be obtained from the following equations.
Structural formula (1-d): [i-butenyl] = Iibu × 1000 / Itotal
Structural formula (1-g): [terminal vinylene] = Ivnl × 1000 / Itotal
Structural formula (1-m): [Internal vinylidene] = Iivd × 1000 / Itotal
ここで、Ivi、Ivd、Iibu、Ivnl、Iivdは、それぞれ、構造式(1−a)+構造式(1−f)、構造式(1−b)、構造式(1−d)、構造式(1−g)、構造式(1−m)に基づくシグナルの特性値を表し、以下の式で示される量である。
Ivi=(I5.08〜4.85+I5.86〜5.69)/3、
Ivd=(I4.79〜4.65)/2、
Iibu=I5.30〜5.08、
Ivnl =(I5.58〜5.30)/2、
Iivd=(I4.85〜4.79)/2
Here, Ivi, Ivd, Iibu, Ivnl, and Iivd are structural formula (1-a) + structural formula (1-f), structural formula (1-b), structural formula (1-d), and structural formula, respectively. (1-g) represents a characteristic value of a signal based on the structural formula (1-m), and is an amount represented by the following formula.
Ivi = (I 5.08-4.85 + I 5.86-5.69 ) / 3
Ivd = (I 4.79-4.65 ) / 2,
Iibu = I 5.30-5.08 ,
Ivnl = (I 5.58-5.30 ) / 2,
Iivd = (I 4.85 to 4.79 ) / 2
Iは積分強度を、Iの下つき添字の数値は化学シフトの範囲を示す。例えばI5.08〜4.85は5.08ppmと4.85ppmの間に検出したシグナルの積分強度を示す。
また、Itotalは、以下の式で示される量である。
Itotal=IC3+Ivi+Ivd+Iibu+Ivnl+Iivd
IC3はプロピレンに基づくシグナルの特性値を表し、以下の式で示される量である。
IC3 = 1/6×Imain
Imainとは1H−NMRスペクトルの4.00〜0.00pmに検出されるポリマー主鎖と飽和末端のプロトンシグナルの総和である。
I indicates the integrated intensity, and the subscript number of I indicates the range of chemical shift. For example, I 5.08 to 4.85 indicates the integrated intensity of the signal detected between 5.08 ppm and 4.85 ppm.
Itotal is an amount represented by the following equation.
Itotal = IC3 + Ivi + Ivd + Iibu + Ivnl + Iivd
IC3 represents a characteristic value of a signal based on propylene and is an amount represented by the following formula.
IC3 = 1/6 x Imain
“Imain” is the sum of proton signals at the polymer main chain and saturated terminal detected at 4.00 to 0.00 pm in the 1 H-NMR spectrum.
[飽和末端の数の算出方法]
下記の飽和末端の数は、1000モノマーあたりの数として、13C−NMRスペクトルのシグナル強度を用い、以下の式から求める。
構造式(1−c): [i−ブチル]=Ii−butyl×1000/Itotal−C
構造式(1−e): [n−ブチル]=Inbu×1000/Itotal−C
構造式(1−h): [n−プロピル]=Inpr×1000/Itotal−C
構造式(1−i): [2,3−ジメチルブチル]=I2,3−dime×1000/Itotal−C
構造式(1−j): [3,4−ジメチルペンチル]=I3,4−dime×1000/Itotal−C
[Calculation method of the number of saturated ends]
The number of saturated ends below is determined from the following formula using the signal intensity of the 13 C-NMR spectrum as the number per 1000 monomers.
Structural formula (1-c): [i-butyl] = Ii-butyl × 1000 / Itotal-C
Structural formula (1-e): [n-butyl] = Inbu × 1000 / Itotal-C
Structural formula (1-h): [n-propyl] = Inpr × 1000 / Itotal-C
Structural formula (1-i): [2,3-dimethylbutyl] = I2,3-dim × 1000 / Itotal-C
Structural formula (1-j): [3,4-dimethylpentyl] = I3,4-dim × 1000 / Itotal-C
更に、本開示のプロピレン単独重合体には、重合体内部にプロピレンの規則的な1,2挿入に基づく構造の他に、プロピレンの不規則な挿入に基づく下記の2,1結合、1,3結合をもちうる。 Further, the propylene homopolymer of the present disclosure includes the following 2,1 bond, 1,3 based on the irregular insertion of propylene in addition to the structure based on the regular 1,2 insertion of propylene inside the polymer. May have a bond.
ここで、Ii−butyl、Inbu、Inpr、I2,3−dime、I3,4−dimeはそれぞれ、構造式(1−c)、構造式(1−e)、構造式(1−h)、構造式(1−i)、構造式(1−j)に基づくシグナルの特性値を表し、以下の式で示される量である。
Ii−butyl =(I23.80〜23.70+I25.80〜25.70)/2
Inbu =I14.06〜14.02
Inpr =(I14.44〜14.42+I30.46〜30.45)/2
I2,3−dime =(I16.21〜16.17+I31.86〜31.81)/2
I3,4−dime =I12.0〜11.60
Here, Ii-butyl, Inbu, Inpr, I2,3-dim, and I3,4-dim are structural formula (1-c), structural formula (1-e), structural formula (1-h), and structure, respectively. It represents the characteristic value of the signal based on the formula (1-i) and the structural formula (1-j), and is an amount represented by the following formula.
Ii-butyl = (I 23.80-23.70 + I 25.80-25.70 ) / 2
Inbu = I 14.06-14.02
Inpr = (I 14.44 to 14.42 + I 30.46 to 30.45 ) / 2
I2,3-dim = (I 16.21 to 16.17 + I 31.86 to 31.81 ) / 2
I3,4-dim = I 12.0-11.60
また、Itotal−Cは、以下の式で示される量である。
Itotal−C=Ii−butyl+Inbu+Inpr+I2,3−dime+I3,4−dime+I1,2−P+I2,1−P+I1,3−P
I1,2−Pは、1,2挿入したプロピレンの結合に基づくシグナルの特性値、I2,1−Pは、2,1挿入したプロピレンの結合に基づくシグナルの特性値、I1,3−Pは、1,3挿入したプロピレンの結合に基づくシグナルの特性値を表し、以下の式で示される量である。
I1,2−P =I48.80〜44.50
I2,1−P =(I35.72〜35.63+I35.83〜35.77)/2
I1,3−P =I37.41−37.21/2
Further, Itotal-C is an amount represented by the following formula.
Itotal-C = Ii-butyl + Inbu + Inpr + I2,3-dim + I3,4-dim + I1,2-P + I2,1-P + I1,3-P
I1,2-P is a characteristic value of a signal based on a bond of 1,2 inserted propylene, I2,1-P is a characteristic value of a signal based on a bond of 2,1 inserted propylene, and I1,3-P is The characteristic value of the signal based on the bond of 1,3 inserted propylene is represented by the following formula.
I1,2-P = I 48.80-44.50
I2,1-P = (I 35.72 to 35.63 + I 35.83 to 35.77 ) / 2
I1,3-P = I 37.41-37.21 / 2
[総末端数の算出方法]
総末端数は、13C−NMRおよび1H−NMRそれぞれで算出される1000モノマーユニット当りの末端の総数であり、具体的には、1000モノマーユニット当りの構造式(1−a)〜構造式(1−j)までの末端の個数の総和である。
[Calculation method of total number of terminals]
The total number of terminals is the total number of terminals per 1000 monomer units calculated by 13 C-NMR and 1 H-NMR, specifically, structural formula (1-a) to structural formula per 1000 monomer units. This is the total number of terminals up to (1-j).
特性(vii):長鎖分岐数が0.1個/1000モノマー以上
本開示のプロピレン単独重合体には、下記の構造式(A)で示される長鎖分岐(LCB)構造部分を持ち得る。
Property (vii): The number of long chain branches is 0.1 / 1000 monomers or more The propylene homopolymer of the present disclosure may have a long chain branch (LCB) structure portion represented by the following structural formula (A).
[但し、構造式(A)中、P1、P2、P3はプロピレン重合体残基であり、それぞれ1つ以上のプロピレンユニットを有し、Cbrは、炭素数7以上の分岐鎖の根元のメチン炭素を示し、Ca、Cb、Ccは、該メチン炭素(Cbr)に隣接するメチレン炭素を示す。]
構造式(A)において、プロピレン重合体の主鎖は、P1−Cbr−P2のライン、P1−Cbr−P3のライン又はP2−Cbr−P3のラインの3通りが存在する。したがって、それぞれに対応して、Cbr−P3のライン、Cbr−P2のライン又はCbr−P1のラインが上記分岐鎖になり得る。P1、P2、P3は、それ自体の中に、構造式(A)に記載されたCbrとは、別の分岐炭素(Cbr)を含有することもあり得る。
ここでLCB構造の帰属は、プロピレン重合体の13C−NMRにより、44.1〜43.9ppm、44.7〜44.5ppm及び44.9〜44.7ppmに3つのメチレン炭素(Ca、Cb、Cc)が観測され、31.7〜31.5ppmにメチン炭素(Cbr)として観測されるものである。Cbrに近接する3つのメチレン炭素が、ジアステレオトピックに非等価に3本に分かれて観測されることが特徴である。
また、LCB数とは、13C−NMRにより算出される1000モノマーユニット当たりの炭素数7以上の分岐鎖の根元のメチン炭素(Cbr)の数である。
炭素数が6より多い分岐鎖と炭素数が6以下の分岐鎖とは、分岐の根本のメチン炭素のピーク位置が異なることにより区別できる(Macromol.chem.phys.2003年、Vol.204、1738頁参照。)。
本開示において、LCB数は、特に限定されないが、通常0.1個/1000モノマー以上、0.5個/1000モノマー以下であることが好ましい。
[However, in the structural formula (A), P 1 , P 2 and P 3 are propylene polymer residues, each having one or more propylene units, and C br is a branched chain having 7 or more carbon atoms. A methine carbon at the root is shown, and C a , C b , and C c are methylene carbons adjacent to the methine carbon (C br ). ]
In the structural formula (A), the propylene polymer has three main chains: a P 1 -C br -P 2 line, a P 1 -C br -P 3 line, or a P 2 -C br -P 3 line. Exists. Therefore, in response to each, C br -P 3 line, is C br of -P 2 lines or C br -P 1 line may become the branch chain. P 1 , P 2 , and P 3 may contain a branched carbon (C br ) different from C br described in the structural formula (A) in itself.
Here, the attribution of the LCB structure is as follows. According to 13 C-NMR of the propylene polymer, three methylene carbons (C a , 44.1 to 43.9 ppm, 44.7 to 44.5 ppm, and 44.9 to 44.7 ppm) are obtained. C b, C c) is observed, in which is observed as a methine carbon (C br) to 31.7~31.5Ppm. It is characterized in that three methylene carbons close to C br are observed in three non-equivalent diastereotopics.
The LCB number is the number of methine carbons (C br ) at the root of a branched chain having 7 or more carbon atoms per 1000 monomer units calculated by 13 C-NMR.
A branched chain having more than 6 carbon atoms and a branched chain having 6 or less carbon atoms can be distinguished by the difference in the peak position of the methine carbon at the root of the branch (Macromol. Chem. Phys. 2003, Vol. 204, 1738). Page.)
In the present disclosure, the number of LCBs is not particularly limited, but is usually preferably 0.1 / 1000 monomer or more and 0.5 / 1000 monomer or less.
2.プロピレン単独重合体の製造
本開示のプロピレン単独重合体は、例えば、下記の成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含むオレフィン重合用触媒を用いて、プロピレンを単独重合することにより製造することができる。
成分(A):下記の一般式(1)で表されるメタロセン化合物
2. Production of Propylene Homopolymer The propylene homopolymer of the present disclosure is obtained by, for example, homopolymerizing propylene using an olefin polymerization catalyst containing the following component (A), component (B), and component (C). Can be manufactured.
Component (A): Metallocene compound represented by the following general formula (1)
[R11及びR12は、独立して、ヘテロ原子を有してもよい炭素数3以上の炭化水素基を置換基として少なくとも一つ有する5員環を構成する複素環基(但し、5員環を構成する複素環基のヘテロ原子は直接アルカジエニル基と結合しない)を表す。
R13及びR14は、独立して、4位にのみ置換基を有するアリール基であって、当該置換基が、ヘテロ原子及びハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を含有してもよい炭素数3〜6の炭化水素基である。
X11及びY11は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、アミノ基、又は、炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基を表す。
Q11は、炭素数1〜20の二価の炭化水素基、炭素数1〜20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基、又は、炭素数1〜20の炭化水素基を有していてもよいゲルミレン基を表す。
ただし、5員環を構成する複素環基の置換基と、アリール基の置換基とは同一ではなく、当該複素環基の置換基のうち、炭素原子とヘテロ原子との合計数が最も大きい置換基の当該合計数が、当該アリール基の置換基が有する炭素原子とヘテロ原子との合計数よりも大きい。]
成分(B):成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物又はイオン交換性層状珪酸塩
成分(C):有機アルミニウム化合物
[R 11 and R 12 are each independently a heterocyclic group constituting a 5-membered ring having at least one hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms which may have a hetero atom as a substituent (provided that the 5-membered The hetero atom of the heterocyclic group constituting the ring is not directly bonded to the alkadienyl group.
R 13 and R 14 are each independently an aryl group having a substituent only at the 4-position, and the substituent contains at least one atom selected from the group consisting of a hetero atom and a halogen atom. Or a hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms.
X 11 and Y 11 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silicon-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Represents an oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group, or a nitrogen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.
Q 11 has a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silylene group that may have a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Represents an optionally germinylene group.
However, the substituent of the heterocyclic group constituting the 5-membered ring is not the same as the substituent of the aryl group, and the substituent having the largest total number of carbon atoms and heteroatoms among the substituents of the heterocyclic group. The total number of groups is larger than the total number of carbon atoms and heteroatoms that the substituents of the aryl group have. ]
Component (B): Compound that reacts with component (A) to form an ion pair or ion-exchangeable layered silicate component (C): Organoaluminum compound
[オレフィン重合用触媒]
(1)成分(A)
成分(A)は、上記一般式(1)で表されるメタロセン化合物である。
一般式(1)においてR11およびR12は、独立して、ヘテロ原子を有してもよい炭素数3以上の炭化水素基を置換基として有する5員環を構成する複素環基である。但し、5員環を構成する複素環基のヘテロ原子は、直接アルカジエニル基と結合しない。
R11およびR12は、複素環基上に適当な大きさの置換基を導入することにより、挿入されるプロピレンの向きが規則的に制御される。更に、この置換基により成長ポリマー鎖のβ位のメチル基が遷移金属上の空配位場へ向きやすくなるため、βメチル脱離反応が進行しやすくなり、末端ビニル基を高選択的に導入したプロピレン重合体を得ることができる。
[Olefin polymerization catalyst]
(1) Component (A)
Component (A) is a metallocene compound represented by the general formula (1).
In the general formula (1), R 11 and R 12 are each independently a heterocyclic group constituting a 5-membered ring having a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms which may have a hetero atom as a substituent. However, the hetero atom of the heterocyclic group constituting the 5-membered ring is not directly bonded to the alkadienyl group.
In R 11 and R 12 , the direction of propylene to be inserted is regularly controlled by introducing a substituent having an appropriate size onto the heterocyclic group. Furthermore, this substituent makes it easy for the methyl group at the β-position of the growing polymer chain to be directed to the vacant coordination field on the transition metal, so that the β-methyl elimination reaction is likely to proceed, and propylene having a terminal vinyl group introduced with high selectivity. A polymer can be obtained.
R11およびR12は、互いに同一であることが好ましい。
また、R11およびR12は、5員環を構成する複素環基のヘテロ原子の隣の炭素が、一般式(1)中のアルカジエニル基と結合することが好ましい。
炭化水素基の炭素数は3以上であればよく、7以下であることが好ましく、より好ましくは6以下、更に好ましくは5以下、特に好ましくは4である。
また、ヘテロ原子としては、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リンなどが挙げられ、これらは炭素鎖内に存在して炭素−炭素結合の間に介在していてもよい。
また、R11及びR12は、独立して、5位にのみ置換基を有する5員環を構成する複素環基であって、当該置換基が、ヘテロ原子を有してもよい炭素数3以上の炭化水素基である(但し、5員環を構成する複素環基のヘテロ原子は直接アルカジエニル基と結合しない)ことが好ましい。
複素環基の置換基としての炭素数3以上の炭化水素基は、アルキル、シクロアルキル、芳香族炭化水素基のいずれであってもよいが、3級炭化水素基であることが好ましい。
R 11 and R 12 are preferably the same as each other.
Also, R 11 and R 12, the carbon adjacent to the heterocyclic groups heteroatoms that constitute the five-membered ring, is preferably connected to an alkadienyl group in the general formula (1).
The hydrocarbon group may have 3 or more carbon atoms, preferably 7 or less, more preferably 6 or less, still more preferably 5 or less, and particularly preferably 4.
In addition, examples of the hetero atom include silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, and phosphorus, which may be present in the carbon chain and interposed between carbon-carbon bonds.
R 11 and R 12 are each independently a heterocyclic group constituting a 5-membered ring having a substituent only at the 5-position, and the substituent may have a heteroatom having 3 carbon atoms. The above hydrocarbon group is preferable (however, the hetero atom of the heterocyclic group constituting the 5-membered ring is not directly bonded to the alkadienyl group).
The hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms as a substituent of the heterocyclic group may be any of alkyl, cycloalkyl, and aromatic hydrocarbon groups, but is preferably a tertiary hydrocarbon group.
R11およびR12の好ましい構造として、下記の一般式(2−1)、(2−2)又は(2−3)のいずれかで表される複素5員環の構造が挙げられる。 As a preferable structure of R 11 and R 12, a structure of a hetero 5-membered ring represented by any of the following general formulas (2-1), (2-2), or (2-3) can be given.
[R21およびR22は、独立して、水素原子またはヘテロ原子を有してもよい炭素数3以上の炭化水素基であり、R21およびR22の少なくとも一方はヘテロ原子を有してもよい炭素数3以上の炭化水素基を表す。但し炭化水素基のヘテロ原子は直接5員環を構成する複素環基と結合しない。また、R21とR22とは結合して環を形成しない。] [R 21 and R 22 are each independently a hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms which may have a hydrogen atom or a hetero atom, and at least one of R 21 and R 22 may have a hetero atom. It represents a good hydrocarbon group having 3 or more carbon atoms. However, the hetero atom of the hydrocarbon group is not directly bonded to the heterocyclic group constituting the 5-membered ring. R 21 and R 22 are not bonded to form a ring. ]
R21とR22の好ましい例としては、R21がi−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル基、フリル基であり、特に好ましくはt−ブチルであり、R22が水素原子であることが好ましい。 As preferable examples of R 21 and R 22 , R 21 is i-propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, n-hexyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl. Group, furyl group, particularly preferably t-butyl, and R 22 is preferably a hydrogen atom.
一般式(1)においてR13及びR14は、独立して、4位にのみ置換基を有するアリール基であって、当該置換基が、ヘテロ原子及びハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を含有してもよい炭素数3〜6の炭化水素基である。
R13およびR14は、互いに同一であることが好ましい。
アリール基としては、フェニル基であることが好ましい。
ヘテロ原子としては、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リンなどが挙げられる。
また、炭化水素基がヘテロ原子を含有する場合、当該ヘテロ原子は炭素鎖内に存在して炭素−炭素結合の間に介在していてもよい。
ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子のいずれであってもよい。
炭化水素基の炭素数は3以上6以下であればよく、5以下であることが好ましく、より好ましくは4以下、更に好ましくは3である。
アリール基の置換基としての炭素数3〜6の炭化水素基は、アルキル、シクロアルキル、芳香族炭化水素基のいずれであってもよいが、2級炭化水素基であることが好ましい。
In the general formula (1), R 13 and R 14 are each independently an aryl group having a substituent only at the 4-position, and the substituent is at least one selected from the group consisting of a hetero atom and a halogen atom. It is a C3-C6 hydrocarbon group which may contain these atoms.
R 13 and R 14 are preferably the same as each other.
The aryl group is preferably a phenyl group.
Examples of heteroatoms include silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, and phosphorus.
When the hydrocarbon group contains a hetero atom, the hetero atom may be present in the carbon chain and interposed between carbon-carbon bonds.
The halogen atom may be any of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The hydrocarbon group may have 3 to 6 carbon atoms, preferably 5 or less, more preferably 4 or less, and still more preferably 3.
The hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms as the substituent for the aryl group may be any of alkyl, cycloalkyl, and aromatic hydrocarbon groups, but is preferably a secondary hydrocarbon group.
R13およびR14の好ましい構造として、下記一般式(3)で表されるフェニル基上の4位に置換基を有する構造が挙げられる。
4−R31−Ph− ・・・一般式(3)
[R31は、ヘテロ原子及びハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を含有してもよい炭素数3〜6の炭化水素基である。ただし、R31は、R21、R22とは異なる。]
R31の好ましい例としては、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、s−ブチル、トリメチルシリル、n−ペンチル、n−ヘキシル、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル基、フリル基であり、特に好ましくはi−プロピルである。
A preferred structure of R 13 and R 14 includes a structure having a substituent at the 4-position on the phenyl group represented by the following general formula (3).
4-R 31 -Ph- ··· formula (3)
[R 31 is a hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms which may contain at least one atom selected from the group consisting of a hetero atom and a halogen atom. However, R 31 is different from R 21 and R 22 . ]
Preferred examples of R 31 are i-propyl, n-butyl, i-butyl, s-butyl, trimethylsilyl, n-pentyl, n-hexyl, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, phenyl group, furyl group, especially I-propyl is preferred.
本開示においては、5員環を構成する複素環基の置換基と、アリール基の置換基とは同一ではなく、当該複素環基の置換基のうち、炭素原子とヘテロ原子との合計数が最も大きい置換基の当該合計数が、当該アリール基の置換基が有する炭素原子とヘテロ原子との合計数よりも大きい。
すなわち、複素環基(R11およびR12)上に同一でない複数の置換基が存在する場合(例えば、複素環基上の4位及び5位に互いに構造の異なる置換基を有する場合)、各置換基が有する炭素原子とヘテロ原子との合計数が最大の置換基が有する炭素原子とヘテロ原子との合計数と、アリール基上の置換基が有する炭素原子とヘテロ原子との合計数とを比較したときに、複素環基上の炭素原子とヘテロ原子との合計数が最大の置換基が有する当該合計数の方が、アリール基上の置換基が有する炭素原子とヘテロ原子との合計数よりも大きい。
なお、複素環基上に置換基が1つのみ存在する場合は、当該置換基が、上記合計数が最大の置換基である。また、複素環基の置換基及びアリール基の置換基がヘテロ原子を有しない場合があってもよく、ヘテロ原子を有しない場合は、当該ヘテロ原子数は0個とする。さらに、アリール基の置換基が炭素原子を有しない場合があってもよく、炭素原子を有しない場合は、当該炭素原子数は0個とする。
好ましい具体例としては、複素環基であるR11およびR12上の置換基がt−ブチル基(炭素原子4個とヘテロ原子0個で合計数が4)であり、アリール基であるR13およびR14上の4−位の置換基がi−プロピル基(炭素原子3個とヘテロ原子0個で合計数が3)である。
In the present disclosure, the substituent of the heterocyclic group constituting the 5-membered ring and the substituent of the aryl group are not the same, and among the substituents of the heterocyclic group, the total number of carbon atoms and heteroatoms is The total number of the largest substituents is larger than the total number of carbon atoms and heteroatoms that the substituents of the aryl group have.
That is, when there are a plurality of non-identical substituents on the heterocyclic group (R 11 and R 12 ) (for example, when the substituents having different structures are present at the 4-position and 5-position on the heterocyclic group) The total number of carbon atoms and heteroatoms of the substituent having the largest total number of carbon atoms and heteroatoms of the substituent, and the total number of carbon atoms and heteroatoms of the substituent on the aryl group When compared, the total number of the substituent having the largest total number of carbon atoms and heteroatoms on the heterocyclic group is the total number of carbon atoms and heteroatoms of the substituent on the aryl group. Bigger than.
In addition, when only one substituent exists on the heterocyclic group, the substituent is the substituent having the maximum total number. Moreover, the substituent of the heterocyclic group and the substituent of the aryl group may not have a hetero atom, and when there is no hetero atom, the number of hetero atoms is zero. Furthermore, the substituent of the aryl group may not have a carbon atom, and when it does not have a carbon atom, the number of carbon atoms is zero.
As a preferred specific example, the substituents on the heterocyclic groups R 11 and R 12 are t-butyl groups (4 carbon atoms and 0 heteroatoms and the total number is 4), and R 13 is an aryl group. And the 4-position substituent on R 14 is an i-propyl group (3 carbon atoms and 0 heteroatoms with a total number of 3).
上記のメタロセン化合物によれば、本開示のプロピレン単独重合体を高活性に製造することができる。
高活性が得られる理由は必ずしも明確ではないが、アリール基であるR13およびR14上に、炭素数3以上の置換基を導入することにより、遷移金属の電子密度が変化することで、プロピレンへの挿入反応速度が大きくなり、成長速度が増大すると考えられる。
また、活性増大の他の作用として、アリール基上の置換基は、その嵩高さにより成長ポリマー鎖を、一般式(1)中の遷移金属上の1つのインデン環配位子の6員環部分を避けるようにし向ける。その結果、次に挿入されるプロピレンの向きは、この6員環部分を避けるように向いた成長ポリマー鎖と、更に複素環基であるR11およびR12の両方で制御され、位置および立体規則的にプロピレン挿入が行われる。
この時、複素環基であるR11およびR12は、同時に成長ポリマー鎖のβ位のメチル基の向きを制御する効果によりβ位のメチル基脱離反応が増大することで末端ビニル基を効率的に生成させ、アリール基であるR13およびR14上の置換基と、複素環基であるR11およびR12上の置換基との組み合わせによる立体及び位置規則性の制御の両方を行っている。
最終的には、各々の置換基の組み合わせ効果により、成長反応速度とβメチル脱離反応速度の両方が制御されることで、特定の長さのポリマー鎖、すなわち特定の分子量の重合体がつくられる。
したがって本開示では、複素環基であるR11およびR12上の置換基と、アリール基であるR13およびR14上の置換基を、特定の置換基の組み合わせとすることで、成長反応とβメチル脱離による停止反応のバランスをとることにより、特定の分子量のプロピレン単独重合体を高規則性かつ高活性で得ることができる。
According to said metallocene compound, the propylene homopolymer of this indication can be manufactured highly active.
The reason why high activity is obtained is not necessarily clear, but by introducing a substituent having 3 or more carbon atoms onto R 13 and R 14 that are aryl groups, the electron density of the transition metal changes, thereby propylene. It is considered that the rate of reaction for insertion into the substrate increases and the growth rate increases.
In addition, as another function of increasing the activity, the substituent on the aryl group can cause the polymer chain to grow due to its bulkiness, and the six-membered ring moiety of one indene ring ligand on the transition metal in the general formula (1) Turn to avoid. As a result, the orientation of the next propylene inserted is controlled by both the growing polymer chain oriented to avoid this 6-membered ring moiety and also by the heterocyclic groups R 11 and R 12 , and the position and stereoregulation. Propylene insertion is performed.
At this time, the heterocyclic groups R 11 and R 12 simultaneously improve the efficiency of the terminal vinyl group by increasing the β-position methyl group elimination reaction by simultaneously controlling the orientation of the β-position methyl group of the growing polymer chain. Both steric and regioregularity is controlled by a combination of substituents on aryl groups R 13 and R 14 and substituents on heterocyclic groups R 11 and R 12. Yes.
Eventually, both the growth reaction rate and the β-methyl elimination reaction rate are controlled by the combined effect of each substituent, thereby creating a polymer chain of a specific length, that is, a polymer of a specific molecular weight. It is done.
Therefore, in the present disclosure, the growth reaction is achieved by combining the substituent on the heterocyclic group R 11 and R 12 and the substituent on the aryl group R 13 and R 14 with a specific substituent. By balancing the termination reaction due to β-methyl elimination, a propylene homopolymer having a specific molecular weight can be obtained with high regularity and high activity.
上記X11およびY11は、それぞれ独立して、Hfとσ結合を形成する配位子であり、成分(B)および成分(C)とともにオレフィン重合能を有する活性なメタロセンを生成させる。
したがって、この目的が達成される限りX11及びY11は、配位子の種類が制限されるものではない。
X11及びY11は、独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のケイ素含有炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン化炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基、アミノ基または炭素数1〜20の窒素含有炭化水素基を挙げることができ、メタロセン化合物の安定性の点から、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基が好ましく、塩素、臭素、メチル基、エチル基、イソプロピル基、フェニル基が特に好ましい。
X 11 and Y 11 are each independently a ligand that forms a σ bond with Hf, and together with the component (B) and the component (C), generates an active metallocene having olefin polymerization ability.
Therefore, as long as this object is achieved, X 11 and Y 11 are not limited in the type of ligand.
X 11 and Y 11 are independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silicon-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. , An oxygen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group, or a nitrogen-containing hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. From the viewpoint of the stability of the metallocene compound, a halogen atom, a carbon number of 1 to 20 Are preferred, with chlorine, bromine, methyl, ethyl, isopropyl and phenyl being particularly preferred.
上記Q11は、二つの五員環を結合する、2価のハロゲンを含有していてもよい炭素数1〜20の二価の炭化水素基、炭素数1〜20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基またはゲルミレン基を表す。
上述のシリレン基、またはゲルミレン基上に2個の炭化水素基が存在する場合は、それらが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
上記Q11の具体例としては、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、1,2−エチレン等のアルキレン基;
ジフェニルメチレン等のアリールアルキレン基;
シリレン基;
メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジ(n−プロピル)シリレン、ジ(i−プロピル)シリレン、ジ(シクロヘキシル)シリレン等のアルキルシリレン基;
メチル(フェニル)シリレン等の(アルキル)(アリール)シリレン基;
ジフェニルシリレン等のアリールシリレン基;
テトラメチルジシリレン等のアルキルオリゴシリレン基;
ゲルミレン基;
上記の2価の炭素数1〜20の炭化水素基を有するシリレン基のケイ素をゲルマニウムに置換したアルキルゲルミレン基;
(アルキル)(アリール)ゲルミレン基;
アリールゲルミレン基などを挙げることができる。
これらの中では、炭素数1〜20の炭化水素基を有するシリレン基、または、炭素数1〜20の炭化水素基を有するゲルミレン基が好ましく、アルキルシリレン基、アルキルゲルミレン基が特に好ましい。
Q 11 has a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which may contain a divalent halogen, bonding two five-membered rings. It represents a silylene group or a germylene group which may be present.
When two hydrocarbon groups are present on the above-mentioned silylene group or germylene group, they may be bonded to each other to form a ring structure.
Specific examples of Q 11 include alkylene groups such as methylene, methylmethylene, dimethylmethylene, 1,2-ethylene;
Arylalkylene groups such as diphenylmethylene;
A silylene group;
Alkylsilylene groups such as methylsilylene, dimethylsilylene, diethylsilylene, di (n-propyl) silylene, di (i-propyl) silylene, di (cyclohexyl) silylene;
(Alkyl) (aryl) silylene groups such as methyl (phenyl) silylene;
Arylsilylene groups such as diphenylsilylene;
Alkyl oligosilylene groups such as tetramethyldisilylene;
Germylene group;
An alkylgermylene group obtained by replacing silicon of a silylene group having a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms with germanium;
(Alkyl) (aryl) germylene group;
Examples thereof include an arylgermylene group.
In these, the silylene group which has a C1-C20 hydrocarbon group, or the germylene group which has a C1-C20 hydrocarbon group is preferable, and an alkylsilylene group and an alkylgermylene group are especially preferable.
上記一般式(1)で表される化合物のうち好ましいものとしては、以下の化合物を例示できる。
(1)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−t−ブチル−2−フリル)−4−(4−イソプロピル−フェニル)−インデニル}]ハフニウム
(2)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−フェニル−2−フリル)−4−(4−イソプロピル−フェニル)−インデニル}]ハフニウム
(3)ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−t−ブチル−4−メチル−2−フリル)−4−(4−イソプロピル−フェニル)−インデニル}]ハフニウム
As preferable compounds among the compounds represented by the general formula (1), the following compounds can be exemplified.
(1) Dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2- (5-tert-butyl-2-furyl) -4- (4-isopropyl-phenyl) -indenyl}] hafnium (2) Dichloro [1,1 '-Dimethylsilylenebis {2- (5-phenyl-2-furyl) -4- (4-isopropyl-phenyl) -indenyl}] hafnium (3) dichloro [1,1'-dimethylsilylenebis {2- (5 -T-butyl-4-methyl-2-furyl) -4- (4-isopropyl-phenyl) -indenyl}] hafnium
(2)成分(B)
成分(B)は、成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物又はイオン交換性層状珪酸塩である。
成分(B)は単独でもよいし、二種以上を用いてもよい。好ましくイオン交換性層状珪酸塩である。
(2) Component (B)
Component (B) is a compound or ion-exchange layered silicate that reacts with component (A) to form an ion pair.
A component (B) may be individual and may use 2 or more types. Ion exchange layered silicate is preferable.
(2−1)成分(A)とイオン対を形成する化合物
成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物としては、アルミニウムオキシ化合物、ホウ素化合物などを挙げることができ、アルミニウムオキシ化合物としては、具体的には次の一般式(I)〜(III)で表される化合物が挙げられる。
(2-1) Compound that forms an ion pair with component (A) Examples of the compound that reacts with component (A) to form an ion pair include an aluminum oxy compound and a boron compound. Specific examples include compounds represented by the following general formulas (I) to (III).
上記の一般式(I)、(II)において、Raは、水素原子又は炭化水素基、好ましくは炭素数1〜10の炭化水素基、特に好ましくは炭素数1〜6の炭化水素基を示す。また、複数のRaは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、pは0〜40、好ましくは2〜30の整数を示す。
一般式(I)、(II)で表される化合物は、アルミノキサンとも称される化合物であって、これらの中では、メチルアルミノキサン又はメチルイソブチルアルミノキサンが好ましい。上記のアルミノキサンは、各群内及び各群間で複数種併用することも可能である。そして、上記のアルミノキサンは、公知の様々な条件下に調製することができる。
一般式(III)中、Rbは、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜6の炭化水素基を示す。一般式(III)で表される化合物は、一種類のトリアルキルアルミニウム又は二種類以上のトリアルキルアルミニウムと、一般式RbB(OH)2で表されるアルキルボロン酸との10:1〜1:1(モル比)の反応により得ることができる。
ホウ素化合物としては、カルボニウムカチオン、アンモニウムカチオンなどの陽イオンと、トリフェニルホウ素、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ホウ素、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素などの有機ホウ素化合物との錯化物、又は種々の有機ホウ素化合物、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素などを挙げることができる。
In the above general formulas (I) and (II), R a represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group, preferably a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. . Moreover, several Ra may be same or different, respectively. P represents an integer of 0 to 40, preferably 2 to 30.
The compounds represented by the general formulas (I) and (II) are compounds that are also referred to as aluminoxanes. Among these, methylaluminoxane or methylisobutylaluminoxane is preferable. The above aluminoxanes can be used in combination within a group and between groups. And said aluminoxane can be prepared on well-known various conditions.
In the general formula (III), R b represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms. The compound represented by the general formula (III) is 10: 1 to 1 type of trialkylaluminum or two or more types of trialkylaluminum and an alkylboronic acid represented by the general formula R b B (OH) 2 . It can be obtained by a 1: 1 (molar ratio) reaction.
As the boron compound, a complex of a cation such as a carbonium cation or an ammonium cation with an organic boron compound such as triphenylboron, tris (3,5-difluorophenyl) boron, or tris (pentafluorophenyl) boron, or Various organoboron compounds such as tris (pentafluorophenyl) boron can be mentioned.
(2−2)イオン交換性層状珪酸塩
イオン交換性層状珪酸塩(以下、単に珪酸塩と略記することもある)とは、イオン結合などによって構成される層が互いに結合力で平行に積み重なった結晶構造を有し、層間に層間イオンを有し、且つ、含有される層間イオンが交換可能である珪酸塩化合物をいう。
大部分の珪酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出される。水中に分散/膨潤させ、沈降速度等の違いにより精製することが一般的であるが、夾雑物が完全に除去されていることは要せず、イオン交換性層状珪酸塩以外の夾雑物(石英、クリストバライト等)を含んでもよい。それら夾雑物の種類、量、粒子径、結晶性、分散状態によっては純粋な珪酸塩以上に好ましいことがあり、そのような複合体も、成分(B)のイオン交換性層状珪酸塩に含まれる。
また、本開示で使用する珪酸塩は、天然産のものに限らず、人工合成物であってもよい。
(2-2) Ion-exchangeable layered silicate Ion-exchangeable layered silicate (hereinafter sometimes abbreviated as silicate) is a structure in which layers composed of ionic bonds and the like are stacked in parallel with each other by a binding force. This refers to a silicate compound having a crystal structure, having interlayer ions between layers, and capable of exchanging interlayer ions contained therein.
Most silicates are naturally produced mainly as the main component of clay minerals. Generally, it is dispersed / swelled in water and purified by the difference in sedimentation speed, etc., but it is not necessary that the impurities are completely removed, and impurities other than the ion-exchange layered silicate (quartz) , Cristobalite, etc.). Depending on the type, amount, particle size, crystallinity, and dispersion state of these impurities, it may be preferable to pure silicate, and such a complex is also included in the ion-exchange layered silicate of component (B). .
Further, the silicate used in the present disclosure is not limited to a natural product, and may be an artificial synthetic product.
イオン交換性層状珪酸塩の具体例としては、例えば、白水春雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1988年)等に記載される1:1型構造や2:1型構造をもつ層状珪酸塩が挙げられる。
1:1型構造とは、前記「粘土鉱物学」等に記載されているような1層の四面体シートと1層の八面体シートが組み合わさった積み重なりを基本とする構造を示す。
2:1型構造とは、2層の四面体シートが1層の八面体シートを挟み込んだ積み重なりを基本とする構造を示す。
1:1型構造を持つイオン交換性層状珪酸塩の具体例としては、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、メタハロイサイト、ハロイサイト等のカオリン族珪酸塩、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライト等の蛇紋石族珪酸塩等が挙げられる。
2:1型構造を持つイオン交換性層状珪酸塩の具体例としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト等のスメクタイト族珪酸塩、バーミキュライト等のバーミキュライト族珪酸塩、雲母、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母族珪酸塩、アタパルジャイト、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイト、パイロフィライト、タルク、緑泥石群等が挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
これらの中では、主成分が2:1型構造を持つイオン交換性層状珪酸塩であるものが好ましい。より好ましくは、主成分がスメクタイト族珪酸塩であり、さらに好ましくは、主成分がモンモリロナイトである。
層間カチオン(イオン交換性層状珪酸塩の層間に含有される陽イオン)の種類としては、特に限定されないが、主成分として、リチウム、ナトリウム等の周期表第1族のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等の周期表第2族のアルカリ土類金属、あるいは鉄、コバルト、銅、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、イリジウム、白金、金等の遷移金属などが、比較的容易に入手可能である点で好ましい。
Specific examples of the ion-exchange layered silicate include, for example, layered silicates having a 1: 1 type structure or a 2: 1 type structure described in Haruo Shiramizu “Clay Mineralogy” Asakura Shoten (1988) and the like. Can be mentioned.
The 1: 1 type structure indicates a structure based on a stack in which a single-layer tetrahedral sheet and a single-layer octahedral sheet are combined as described in the above-mentioned “clay mineralogy”.
The 2: 1 type structure refers to a structure based on a stack in which two layers of tetrahedral sheets sandwich one layer of octahedral sheets.
Specific examples of the ion-exchange layered silicate having a 1: 1 type structure include kaolin silicates such as dickite, nacrite, kaolinite, metahalloysite, and halloysite, and serpentine group silicates such as chrysotile, lizardite, and antigolite. Examples include salts.
Specific examples of ion-exchange layered silicate having a 2: 1 type structure include smectite silicates such as montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, stevensite, vermiculite silicates such as vermiculite, mica , Mica group silicates such as illite, sericite, sea chlorite, attapulgite, sepiolite, palygorskite, bentonite, pyrophyllite, talc, chlorite group and the like. These may form a mixed layer.
Among these, the main component is preferably an ion-exchange layered silicate having a 2: 1 type structure. More preferably, the main component is a smectite group silicate, and still more preferably, the main component is montmorillonite.
The type of interlayer cation (cation contained between the layers of the ion-exchange layered silicate) is not particularly limited, but as a main component, alkali metal of the first group of the periodic table such as lithium and sodium, calcium, magnesium, etc. Alkaline earth metals of Group 2 of the periodic table, or transition metals such as iron, cobalt, copper, nickel, zinc, ruthenium, rhodium, palladium, silver, iridium, platinum, and gold are relatively easily available. It is preferable in a certain point.
(2−3)イオン交換性層状珪酸塩の処理
前記イオン交換性層状珪酸塩は、乾燥状態で用いてもよく、液体にスラリー化した状態で用いてもよい。
また、イオン交換性層状珪酸塩の形状については、特に制限はなく、天然に産出する形状、人工的に合成した時点の形状でもよいし、また、粉砕、造粒、分級などの操作によって形状を加工したイオン交換性層状珪酸塩を用いてもよい。
このうち造粒されたイオン交換性層状珪酸塩を用いると、該イオン交換性層状珪酸塩を触媒成分として用いた場合に、良好なポリマー粒子性状を与えるため特に好ましい。
イオン交換性層状珪酸塩の処理方法は、特開2009−299046の段落0042〜0071の記載を参照することができる。
(2-3) Treatment of ion-exchangeable layered silicate The ion-exchangeable layered silicate may be used in a dry state or in a slurry state in a liquid.
In addition, the shape of the ion-exchange layered silicate is not particularly limited, and may be a naturally produced shape, a shape when artificially synthesized, or a shape by operations such as pulverization, granulation, and classification. You may use the processed ion exchange layered silicate.
Of these, the granulated ion-exchange layered silicate is particularly preferable because it gives good polymer particle properties when the ion-exchange layered silicate is used as a catalyst component.
Regarding the treatment method of the ion-exchange layered silicate, reference can be made to the description in paragraphs 0042 to 0071 of JP-A-2009-299046.
本開示に好ましく用いられる成分(B)は、化学処理されたイオン交換性層状珪酸塩であり、Al/Siの原子比として、0.01〜0.25、好ましくは0.03〜0.24のもの、さらには0.05〜0.23の範囲のものがよい。Al/Si原子比は、粘土部分の酸処理強度の指標となるものとみられる。
イオン交換性層状珪酸塩中のアルミニウム及びケイ素は、JIS法による化学分析による方法で検量線を作成し、蛍光X線で定量するという方法で測定される。
The component (B) preferably used in the present disclosure is a chemically-treated ion-exchange layered silicate, and has an Al / Si atomic ratio of 0.01 to 0.25, preferably 0.03 to 0.24. And more preferably in the range of 0.05 to 0.23. The Al / Si atomic ratio is considered to be an index of the acid treatment strength of the clay portion.
Aluminum and silicon in the ion-exchange layered silicate are measured by a method of preparing a calibration curve by a chemical analysis method by JIS method and quantifying with a fluorescent X-ray.
(3)成分(C)
本開示に用いられる成分(C)は、有機アルミニウム化合物であり、好ましくは、下記一般式(4)で表される有機アルミニウム化合物が使用される。
(AlRnX3−n)m ・・・一般式(4)
[上記一般式(4)中、Rは、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Xは、ハロゲン、水素、アルコキシ基又はアミノ基を表し、nは1〜3の、mは1〜2の整数を各々表す。]
有機アルミニウム化合物は、単独であるいは複数種を組み合わせて使用することができる。
有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリノルマルプロピルアルミニウム、トリノルマルブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリノルマルヘキシルアルミニウム、トリノルマルオクチルアルミニウム、トリノルマルデシルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムセスキクロライド、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムジメチルアミド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムクロライド等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、m=1、n=3のトリアルキルアルミニウム及びアルキルアルミニウムヒドリドである。さらに好ましくは、Rが炭素数1〜8であるトリアルキルアルミニウムである。
(3) Component (C)
Component (C) used in the present disclosure is an organoaluminum compound, and preferably an organoaluminum compound represented by the following general formula (4) is used.
(AlR n X 3-n) m ··· formula (4)
[In said general formula (4), R represents a C1-C20 alkyl group, X represents a halogen, hydrogen, an alkoxy group, or an amino group, n is 1-3, m is 1-2. Each represents an integer. ]
The organoaluminum compounds can be used alone or in combination.
Specific examples of the organoaluminum compound include trimethylaluminum, triethylaluminum, trinormalpropylaluminum, trinormalbutylaluminum, triisobutylaluminum, trinormalhexylaluminum, trinormaloctylaluminum, trinormaldecylaluminum, diethylaluminum chloride, diethylaluminum. Examples thereof include sesquichloride, diethylaluminum hydride, diethylaluminum ethoxide, diethylaluminum dimethylamide, diisobutylaluminum hydride, and diisobutylaluminum chloride. Of these, trialkylaluminum and alkylaluminum hydride with m = 1 and n = 3 are preferable. More preferably, R is a trialkylaluminum having 1 to 8 carbon atoms.
(4)触媒の調製
本開示に好ましく用いられるオレフィン重合用触媒は、上記成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含む。これらは、重合槽内または重合槽外で接触させて得ることができる。オレフィン重合用触媒はオレフィンの存在下で予備重合を行ってもよい。
成分(A)、成分(B)及び成分(C)の使用量は任意である。
例えば、成分(B)に対する成分(A)の使用量は、成分(B)1gに対し、好ましくは0.1μmol〜1000μmol、より好ましくは0.5μmol〜500μmolの範囲である。
また、成分(A)に対する成分(C)の使用量は、成分(A)の遷移金属に対する成分(C)のアルミニウムのモル比で、好ましくは0.01〜5×106、より好ましくは0.1〜1×104の範囲である。
前記成分(A)、成分(B)及び成分(C)を接触させる順番は、任意であり、これらのうち2つの成分を接触させた後に残りの1成分を接触させてもよいし、3つの成分を同時に接触させてもよい。これらの接触において、接触を充分に行うため、溶媒を用いてもよい。溶媒としては、脂肪族飽和炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素やこれらのハロゲン化物、また予備重合モノマーなどが例示される。脂肪族飽和炭化水素、芳香族炭化水素の例として、具体的にはヘキサン、ヘプタン、トルエン等が挙げられる。また、予備重合モノマーとしては、プロピレンを溶媒として用いることができる。
(4) Preparation of catalyst The catalyst for olefin polymerization preferably used in the present disclosure includes the component (A), the component (B), and the component (C). These can be obtained by contacting them inside or outside the polymerization vessel. The olefin polymerization catalyst may be subjected to prepolymerization in the presence of olefin.
The usage-amount of a component (A), a component (B), and a component (C) is arbitrary.
For example, the usage-amount of the component (A) with respect to a component (B) becomes like this. Preferably it is 0.1 micromol-1000 micromol with respect to 1 g of components (B), More preferably, it is the range of 0.5 micromol-500 micromol.
Moreover, the usage-amount of the component (C) with respect to a component (A) is the molar ratio of the aluminum of the component (C) with respect to the transition metal of a component (A), Preferably it is 0.01-5 * 10 < 6 >, More preferably, it is 0. .1 to 1 × 10 4 range.
The order in which the component (A), the component (B), and the component (C) are contacted is arbitrary, and after contacting two of these components, the remaining one component may be contacted, The components may be contacted simultaneously. In these contacts, a solvent may be used for sufficient contact. Examples of the solvent include aliphatic saturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, aliphatic unsaturated hydrocarbons, halides thereof, and prepolymerized monomers. Specific examples of the aliphatic saturated hydrocarbon and the aromatic hydrocarbon include hexane, heptane, toluene and the like. Moreover, as a prepolymerization monomer, propylene can be used as a solvent.
(5)予備重合
オレフィン重合用触媒は、オレフィンを接触させて少量重合されることからなる予備重合に付されることが好ましい。予備重合により触媒活性を向上させることができ、製造コストを抑えることができる。
使用するオレフィンは、特に限定はないが、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレン等を例示することができ、好ましくはプロピレンである。
オレフィンのフィード方法は、オレフィンを予備重合槽に定速的にあるいは定圧状態になるように維持するフィード方法やその組み合わせ、段階的な変化をさせる等、任意の方法が可能である。
予備重合温度、予備重合時間は、特に限定されないが、各々−20℃〜100℃、5分〜24時間の範囲であることが好ましい。
また、予備重合量は、成分(B)に対する予備重合ポリマーの質量比が好ましくは0.01〜100、さらに好ましくは0.1〜50である。
また、予備重合時に成分(C)を追加することもできる。
上記各成分の接触の際もしくは接触の後に、ポリエチレン、ポリプロピレン等の重合体、シリカ、チタニア等の無機酸化物の固体を共存させる等の方法も可能である。
予備重合後に触媒を乾燥してもよい。乾燥方法には、特に制限は無いが、減圧乾燥や加熱乾燥、乾燥ガスを流通させることによる乾燥などが例示され、これらの方法を単独で用いても良いし、2つ以上の方法を組み合わせて用いてもよい。乾燥工程において触媒を攪拌、振動、流動させてもよいし静置させてもよい。
(5) Prepolymerization It is preferable that the olefin polymerization catalyst is subjected to prepolymerization consisting of a small amount of polymerization by contacting an olefin. Preliminary polymerization can improve the catalyst activity, and can suppress the production cost.
Although the olefin to be used is not particularly limited, ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-butene, vinylcycloalkane, styrene, and the like can be used. A propylene is preferable, and propylene is preferable.
The olefin feed method may be any method such as a feed method for maintaining the olefin at a constant speed or constant pressure in the prepolymerization tank, a combination thereof, or a stepwise change.
The prepolymerization temperature and the prepolymerization time are not particularly limited, but are preferably in the range of −20 ° C. to 100 ° C. and 5 minutes to 24 hours, respectively.
The mass ratio of the prepolymerized polymer to the component (B) is preferably 0.01 to 100, and more preferably 0.1 to 50.
Moreover, a component (C) can also be added at the time of prepolymerization.
A method of coexisting a polymer such as polyethylene or polypropylene and a solid of an inorganic oxide such as silica or titania at the time of contacting or after the contact of the above components is also possible.
The catalyst may be dried after the prepolymerization. The drying method is not particularly limited, but examples include drying under reduced pressure, heat drying, and drying by circulating a drying gas. These methods may be used alone or in combination of two or more methods. It may be used. In the drying step, the catalyst may be stirred, vibrated, fluidized, or allowed to stand.
[重合方法]
本開示においては、前記オレフィン重合用触媒と前記モノマーが効率よく接触するならば、あらゆる様式を採用しうる。具体的には、不活性溶媒を用いるスラリー法、不活性溶媒を実質的に用いずプロピレンを溶媒として用いるバルク重合法あるいは実質的に液体溶媒を用いず各モノマーをガス状に保つ気相重合法などが採用できる。
また、重合方式は、連続重合、回分式重合、又は予備重合を行う方法も適用される。
また、重合段数は、1段でもよく、バルク重合2段、バルク重合後気相重合、気相重合2段といった様式も可能であり、さらにはそれ以上の重合段数で製造することが可能である。
中でも、プロピレンを溶媒として用いる1段のバルク重合を行うことが好ましい。
[Polymerization method]
In the present disclosure, any mode can be adopted as long as the olefin polymerization catalyst and the monomer come into contact efficiently. Specifically, a slurry method using an inert solvent, a bulk polymerization method using propylene as a solvent without substantially using an inert solvent, or a gas phase polymerization method for maintaining each monomer in a gaseous state without using a liquid solvent. Etc. can be adopted.
As the polymerization method, a method of performing continuous polymerization, batch polymerization, or prepolymerization is also applied.
Further, the number of polymerization stages may be one, and a mode such as two stages of bulk polymerization, gas phase polymerization after bulk polymerization, and two stages of gas phase polymerization is also possible, and it is possible to produce with more polymerization stages. .
Among these, it is preferable to perform one-stage bulk polymerization using propylene as a solvent.
重合温度は、好ましくは0〜90℃であり、より好ましくは60〜85℃であり、さらに好ましくは70〜80℃である。
重合圧力は、好ましくは0〜5MPaG、より好ましくは0〜4MPaGである。
The polymerization temperature is preferably 0 to 90 ° C, more preferably 60 to 85 ° C, and further preferably 70 to 80 ° C.
The polymerization pressure is preferably 0 to 5 MPaG, more preferably 0 to 4 MPaG.
特開2009−299046号公報で開示される製造方法の場合、より高温でバルク重合を行うことによりβメチル脱離反応速度を相対的に増大させることにより、分子量の低い末端ビニル基含有プロピレン重合体が得られるが、その反面、局所的な発熱を除熱できなくなり、成長粒子が崩壊して微粉が発生する。また、成長粒子同士が融着して凝集物や塊を生成してしまい、溶媒であるプロピレンの臨界温度を超えてしまう。その結果、ポリマー粒子の形状や性状が悪化してしまうという問題があった。
このような問題に対し、本開示は、ビスインデニルハフニウム錯体の構造を有し、配位子であるインデン環の2位に特定の置換基を有する5員複素環、および、同インデン環の4位に特定の置換基を有するアリール基が置換したメタロセン化合物を含む触媒系を用いて、バルク重合に適した温度範囲で重合することにより、特定の分子量以下でポリマーの形状や性状が良好なプロピレン単独重合体を得ることができる。
さらに、活性を向上させるために、重合工程中に補助的に水素を用いることができる。
活性が向上する理由としては、休眠状態となった活性点、例えば副反応としてπアリル−遷移金属錯体や、プロピレンが2,1挿入した直後のものが考えられているが、これらが水素により再活性化されると考えられる。
多くの遷移金属錯体触媒では、水素への連鎖移動速度は速く効果的な連鎖移動剤として機能して飽和末端を生成するため、末端ビニル構造を生じにくくする。
しかしながら、本開示では、驚くべきことに水素を加えても、連鎖移動剤としての作用は乏しく再活性化の作用により、依然ビニル末端割合が高いまま保たれる。
従って本開示では、重合工程中に補助的に水素を用いることにより、活性が向上し、且つ、ビニル末端割合が高いまま保たれる。
In the case of the production method disclosed in JP 2009-299046 A, a terminal vinyl group-containing propylene polymer having a low molecular weight is obtained by relatively increasing the β-methyl elimination reaction rate by performing bulk polymerization at a higher temperature. However, on the other hand, local heat generation cannot be removed, and the grown particles collapse to generate fine powder. In addition, the growing particles are fused together to form aggregates and lumps, which exceeds the critical temperature of propylene as a solvent. As a result, there has been a problem that the shape and properties of the polymer particles are deteriorated.
With respect to such a problem, the present disclosure has a structure of a bisindenyl hafnium complex, a 5-membered heterocycle having a specific substituent at the 2-position of the indene ring as a ligand, and the indene ring By using a catalyst system containing a metallocene compound substituted with an aryl group having a specific substituent at the 4-position, polymerizing in a temperature range suitable for bulk polymerization, the shape and properties of the polymer are good at a specific molecular weight or less. A propylene homopolymer can be obtained.
Furthermore, hydrogen can be used supplementarily during the polymerization process in order to improve the activity.
The reason why the activity is improved is considered to be a dormant active site, for example, a π-allyl-transition metal complex as a side reaction or just after 2,1 insertion of propylene. It is thought to be activated.
Many transition metal complex catalysts have a high rate of chain transfer to hydrogen and function as an effective chain transfer agent to produce a saturated end, making it difficult to produce a terminal vinyl structure.
However, in the present disclosure, surprisingly, even when hydrogen is added, the action as a chain transfer agent is poor, and the vinyl end ratio remains high due to the reactivation action.
Therefore, in the present disclosure, by using hydrogen supplementarily during the polymerization process, the activity is improved and the vinyl end ratio is kept high.
重合に使用する水素の量としては、水素をプロピレンのフィード質量比として、0〜2.0×10−4、好ましくは0を超え2.0×10−4以下、より好ましくは2.0×10−5〜1.5×10−4、さらに好ましくは3.0×10−5〜1.0×10−4の範囲である。
バルク重合を行う場合には、気相部の濃度が平均的に0〜10000ppm、好ましくは100〜8000ppm、より好ましくは200〜1000ppmの範囲で行うことにより、活性を向上させつつ目的の重合体を得ることができる。
The amount of hydrogen used in the polymerization, hydrogen as the feed mass ratio of propylene, 0 to 2.0 × 10 -4, preferably 2.0 × 10 -4 or less than 0, more preferably 2.0 × It is in the range of 10 −5 to 1.5 × 10 −4 , more preferably 3.0 × 10 −5 to 1.0 × 10 −4 .
When bulk polymerization is carried out, the concentration of the gas phase is on average in the range of 0 to 10000 ppm, preferably 100 to 8000 ppm, more preferably 200 to 1000 ppm. Can be obtained.
次に、本開示を実施例によってさらに具体的に説明するが、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例における物性測定、分析等は、下記の方法に従ったものである。
Next, the present disclosure will be described more specifically with reference to examples. However, the present disclosure is not limited to the following examples.
In addition, the physical-property measurement, analysis, etc. in a following example follow the following method.
(1)メルトフローレート(MFR):
JIS K6758のポリプロピレン試験方法のメルトフローレート(試験条件:230℃、荷重2.16kgf)に従って、測定した。単位はg/10分である。
(2)分子量及び分子量分布(Mw、Mn、Mw/Mn):
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、上記本明細書記載の方法で、測定した。
(3)融点(Tm)、結晶化温度(Tc):
セイコーインスツルメンツ社製DSC6200を使用し、シート状にしたサンプル片を5mgアルミパンに詰め、室温から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で20℃まで降温して、結晶化させた時の結晶最大ピーク温度(℃)として、結晶化温度(Tc)を求め、その後、10℃/分で200℃まで昇温させた時の融解最大ピーク温度(℃)として融点(Tm)を求めた。
(4)プロピレン単位3連鎖のmm分率:
10mmφのクライオプローブを装着したブルカー・バイオスピン(株)のAV400型NMR装置を用い、上記本明細書記載の方法で測定した。単位は%である。
(5)触媒活性(CE)(g/ghr)
触媒活性は、ポリマーの収量(g)を、導入した触媒量(g)(予備重合ポリマーを除いた値)で割った単位時間あたりの値である。
(6)組成分析:
イオン交換性層状珪酸塩の組成は、JIS法による化学分析により検量線を作成し、蛍光X線により測定した。
(1) Melt flow rate (MFR):
It was measured according to the melt flow rate (test condition: 230 ° C., load 2.16 kgf) of the polypropylene test method of JIS K6758. The unit is g / 10 minutes.
(2) Molecular weight and molecular weight distribution (Mw, Mn, Mw / Mn):
It was measured by the method described in the present specification by gel permeation chromatography (GPC).
(3) Melting point (Tm), crystallization temperature (Tc):
Using a Seiko Instruments DSC6200, the sheet-shaped sample piece was packed in a 5 mg aluminum pan, heated from room temperature to 200 ° C. at a heating rate of 100 ° C./minute, held for 5 minutes, and then 10 ° C./minute. The crystallization temperature (Tc) is obtained as the maximum crystal peak temperature (° C.) when the temperature is lowered to 20 ° C. and crystallized, and then the maximum melting temperature when the temperature is raised to 200 ° C. at 10 ° C./min. The melting point (Tm) was determined as the peak temperature (° C.).
(4) mm fraction of propylene unit 3 chain:
Using a Bruker BioSpin AV400 NMR apparatus equipped with a 10 mmφ cryoprobe, the measurement was performed by the method described in the present specification. The unit is%.
(5) Catalytic activity (CE) (g / ghr)
The catalyst activity is a value per unit time obtained by dividing the polymer yield (g) by the amount of catalyst introduced (g) (value excluding the prepolymerized polymer).
(6) Composition analysis:
The composition of the ion-exchange layered silicate was measured with a fluorescent X-ray by preparing a calibration curve by chemical analysis according to the JIS method.
[実施例1]
(1)錯体の合成
(錯体1)rac−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−t−ブチル−2−フリル)−4−(4−イソプロピル−フェニル)−インデニル}]ハフニウムを、特開2009−299046の実施例13および特開2009−91512の実施例1の方法に準じて合成した。
[Example 1]
(1) Synthesis of Complex (Complex 1) rac-dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2- (5-t-butyl-2-furyl) -4- (4-isopropyl-phenyl) -indenyl}] Hafnium was synthesized according to the method of Example 13 of JP2009-299046 and Example 1 of JP2009-91512A.
(2)触媒の調整
(2−a)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理
撹拌翼と還流装置を取り付けた1Lの3つ口フラスコに、蒸留水645.1gと98%硫酸82.6gを加え、95℃まで昇温した。
そこへ市販のモンモリロナイト(水澤化学工業社製ベンクレイKK、Al=9.78質量%、Si=31.79質量%、Mg=3.18質量%、Al/Si(モル比)=0.320、平均粒径14μm)100gを添加し、95℃で320分反応させた。320分後、蒸留水0.5Lを加えて反応を停止し、濾過することでケーキ状固体物255gを得た。
このケーキ1gには、0.31gの化学処理モンモリロナイト(中間物)が含まれていた。化学処理モンモリロナイト(中間物)の化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量% Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222であった。
上記ケーキに蒸留水1545gを加えスラリー化し、40℃まで昇温した。水酸化リチウム・水和物5.734gを固体のまま加え、40℃で1時間反応させた。1時間後、反応スラリーを濾過し、1Lの蒸留水で3回洗浄し、再びケーキ状固体物を得た。
回収したケーキを乾燥したところ、化学処理モンモリロナイト80gを得た。この化学処理モンモリロナイトの化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量%、Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222、Li=0.53質量%であった。
(2) Preparation of catalyst (2-a) Chemical treatment of ion-exchanged layered silicate To a 1 L three-necked flask equipped with a stirring blade and a reflux device, 645.1 g of distilled water and 82.6 g of 98% sulfuric acid were added. The temperature was raised to 95 ° C.
Commercially available montmorillonite (Mizusawa Chemical Co., Ltd. Benclay KK, Al = 9.78 mass%, Si = 31.79 mass%, Mg = 3.18 mass%, Al / Si (molar ratio) = 0.320, 100 g) was added and reacted at 95 ° C. for 320 minutes. After 320 minutes, 0.5 L of distilled water was added to stop the reaction, and filtration was performed to obtain 255 g of a cake-like solid.
1 g of this cake contained 0.31 g of chemically treated montmorillonite (intermediate). The chemical composition of the chemically treated montmorillonite (intermediate) was Al = 7.68 mass%, Si = 36.05 mass% Mg = 2.13 mass%, and Al / Si (molar ratio) = 0.222.
Distilled water (1545 g) was added to the cake to make a slurry, and the temperature was raised to 40 ° C. 5.734 g of lithium hydroxide hydrate was added as a solid, and reacted at 40 ° C. for 1 hour. After 1 hour, the reaction slurry was filtered and washed 3 times with 1 L of distilled water to obtain a cake-like solid again.
When the recovered cake was dried, 80 g of chemically treated montmorillonite was obtained. The chemical composition of this chemically treated montmorillonite is Al = 7.68 mass%, Si = 36.05 mass%, Mg = 2.13 mass%, Al / Si (molar ratio) = 0.222, Li = 0.53. It was mass%.
(2−b)予備重合
1Lの3つ口フラスコに、得られた化学処理モンモリロナイト20gを入れ、ヘプタン131mLを加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム50mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を69mL)を加えて1時間攪拌した。1時間後、ヘプタンで1/100まで洗浄し、全容量を100mLとした。
この化学処理モンモリロナイトが入ったスラリー溶液を50℃に保ち、そこへトリノルマルオクチルアルミニウム4.2mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を10.7mL)を加えて20分間撹拌した。
そこへ、rac−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−t−ブチル−2−フリル)−4−(4−イソプロピル−フェニル)−インデニル}]ハフニウム0.3mmol(トルエン50mLでスラリーとしたもの)を加えて、50℃に保ちながら20分間撹拌した。
その後ヘプタン350mLを追加し、このスラリーを1Lオートクレーブに導入した。
オートクレーブの内部温度を40℃にしたのち、プロピレンを10g/時の速度でフィードし、4時間40℃を保ちつつ予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、40℃のまま1時間残重合を行った。
得られた触媒スラリーの上澄みをデカンテーションで除去した後、再びヘプタンを加えてデカンテーションすることにより予備重合触媒の洗浄をおこなった。上記デカンテーションにより残った部分に、トリイソブチルアルミニウム12mmol(濃度143.4mg/mLのヘプタン溶液を16.6mL)を加えて10分間攪拌した。この固体を40℃で2時間減圧乾燥することにより、乾燥予備重合触媒29.8gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は0.49であった。この予備重合触媒を触媒1とした。
(2-b) Prepolymerization Into a 1 L three-necked flask, 20 g of the obtained chemically treated montmorillonite was added, and 131 mL of heptane was added to form a slurry. To this, 50 mmol of triisobutylaluminum (concentration 143.4 mg / mL heptane solution was added). 69 mL) was added and stirred for 1 hour. After 1 hour, it was washed to 1/100 with heptane to make the total volume 100 mL.
The slurry solution containing this chemically treated montmorillonite was kept at 50 ° C., and 4.2 mmol of tri-normal octyl aluminum (10.7 mL of a heptane solution having a concentration of 143.4 mg / mL) was added thereto and stirred for 20 minutes.
There, rac-dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2- (5-tert-butyl-2-furyl) -4- (4-isopropyl-phenyl) -indenyl}] hafnium 0.3 mmol (toluene 50 mL) And the mixture was stirred for 20 minutes while maintaining the temperature at 50 ° C.
Thereafter, 350 mL of heptane was added, and the slurry was introduced into a 1 L autoclave.
After the internal temperature of the autoclave was set to 40 ° C., propylene was fed at a rate of 10 g / hour, and prepolymerization was performed while maintaining the temperature at 40 ° C. for 4 hours. Thereafter, the propylene feed was stopped, and residual polymerization was carried out for 1 hour at 40 ° C.
After removing the supernatant of the resulting catalyst slurry by decantation, the prepolymerized catalyst was washed by adding decantation again with heptane. To the portion remaining after the decantation, 12 mmol of triisobutylaluminum (16.6 mL of a heptane solution having a concentration of 143.4 mg / mL) was added and stirred for 10 minutes. This solid was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 2 hours to obtain 29.8 g of a dry prepolymerized catalyst. The prepolymerization ratio (value obtained by dividing the amount of prepolymerized polymer by the amount of solid catalyst) was 0.49. This prepolymerized catalyst was designated as Catalyst 1.
(3)重合
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mL、H2を160N(normal)ml導入した後に液体プロピレン750gを導入した後、75℃まで昇温した。その後、上記触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で80mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。75℃で1時間保持した後、未反応のプロピレンをすばやくパージし重合を停止した。そうしたところ約188gのプロピレン単独重合体が得られた。
得られた重合体の評価結果を表1に示す。
(3) Polymerization After 3L autoclave was heated and dried well by circulating nitrogen, the inside of the tank was replaced with propylene and cooled to room temperature. After introducing 2.86 mL of a heptane solution of triisobutylaluminum (140 mg / mL), 160 N (normal) ml of H 2 and 750 g of liquid propylene, the temperature was raised to 75 ° C. Thereafter, 80 mg of the catalyst 1 in a mass excluding the prepolymerized polymer was pumped to the polymerization tank with high-pressure argon to initiate polymerization. After maintaining at 75 ° C. for 1 hour, unreacted propylene was quickly purged to terminate the polymerization. As a result, about 188 g of a propylene homopolymer was obtained.
Table 1 shows the evaluation results of the obtained polymer.
[実施例2,3,4,5]
実施例1において、槽内に、H2を240、480、640、960N(normal)ml導入した後に液体プロピレン750gを導入し、触媒1を予備重合ポリマーを除いた質量で80、50、40、40mg使用する以外は、同様の重合をおこなった。
得られた重合体の評価結果を表1に示す。
[Examples 2, 3, 4, and 5]
In Example 1, 750 g of liquid propylene was introduced into the tank after introducing 240, 480, 640, and 960 N (normal) ml of H 2 into the tank, and 80, 50, 40, The same polymerization was carried out except that 40 mg was used.
Table 1 shows the evaluation results of the obtained polymer.
[実施例6]
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mL、液体プロピレン750gを導入した後、80℃まで昇温した。その後、上記触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で200mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。80℃で1時間保持した後、未反応のプロピレンをすばやくパージし重合を停止した。そうしたところ約296gのプロピレン単独重合体が得られた。
得られた重合体の評価結果を表1に示す。
[Example 6]
The 3 L autoclave was dried well by circulating nitrogen under heating, and then the inside of the tank was replaced with propylene and cooled to room temperature. After introducing 2.86 mL of a heptane solution of triisobutylaluminum (140 mg / mL) and 750 g of liquid propylene, the temperature was raised to 80 ° C. Thereafter, 200 mg of the catalyst 1 in a mass excluding the prepolymerized polymer was pumped to the polymerization tank with high-pressure argon to initiate polymerization. After maintaining at 80 ° C. for 1 hour, unreacted propylene was quickly purged to terminate the polymerization. As a result, about 296 g of a propylene homopolymer was obtained.
Table 1 shows the evaluation results of the obtained polymer.
[実施例7,8]
実施例6において、槽内に、H2を160、240N(normal)ml導入した後に液体プロピレン750gを導入し、触媒1を予備重合ポリマーを除いた質量で80、80mg使用する以外は、同様の重合をおこなった。
得られた重合体の評価結果を表1に示す
[Examples 7 and 8]
In Example 6, the same procedure except that 750 g of liquid propylene was introduced after introducing 160, 240 N (normal) ml of H 2 into the tank, and 80, 80 mg of catalyst 1 was used in a mass excluding the prepolymerized polymer. Polymerization was performed.
The evaluation results of the obtained polymer are shown in Table 1.
[実施例9]
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mL、液体プロピレン750gを導入した後、85℃まで昇温した。その後、上記触媒1を、予備重合ポリマーを除いた質量で160mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。85℃で1時間保持した後、未反応のプロピレンをすばやくパージし重合を停止した。そうしたところ約357gのプロピレン単独重合体が得られた。
得られた重合体の評価結果を表1に示す。
[Example 9]
The 3 L autoclave was dried well by circulating nitrogen under heating, and then the inside of the tank was replaced with propylene and cooled to room temperature. After introducing 2.86 mL of a heptane solution of triisobutylaluminum (140 mg / mL) and 750 g of liquid propylene, the temperature was raised to 85 ° C. Thereafter, 160 mg of the catalyst 1 in a mass excluding the prepolymerized polymer was pumped to the polymerization tank with high-pressure argon, and polymerization was started. After maintaining at 85 ° C. for 1 hour, unreacted propylene was quickly purged to terminate the polymerization. As a result, about 357 g of a propylene homopolymer was obtained.
Table 1 shows the evaluation results of the obtained polymer.
[比較例1]
(1)錯体の合成
(錯体2)rac−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−メチル−2−フリル)−4−(4−i−プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムの合成:
rac−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−メチル−2−フリル)−4−(4−i−プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムの合成は、特開2012−149160号公報の合成例1に記載の方法と同様に、実施した。
(2)触媒の調整
実施例1の(2−b)予備重合において、rac−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−t−ブチル−2−フリル)−4−(4−イソプロピル−フェニル)−インデニル}]ハフニウムにかえて、rac−ジクロロ[1,1’−ジメチルシリレンビス{2−(5−メチル−2−フリル)−4−(4−i−プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムを使用した以外は同様の操作をおこなった。
そうしたところ、乾燥予備重合触媒54.0gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は1.70であった。この予備重合触媒を触媒2とした。
(3)重合
3Lオートクレーブを加熱下、窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mL、液体プロピレン750gを導入した後、75℃まで昇温した。その後、上記触媒2を、予備重合ポリマーを除いた質量で200mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、重合を開始した。75℃で1時間保持した後、未反応のプロピレンをすばやくパージし重合を停止した。そうしたところ約350gのプロピレン単独重合体が得られた。
得られた重合体の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
(1) Complex synthesis (complex 2) of rac-dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2- (5-methyl-2-furyl) -4- (4-i-propylphenyl) indenyl}] hafnium Synthesis:
The synthesis of rac-dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2- (5-methyl-2-furyl) -4- (4-i-propylphenyl) indenyl}] hafnium is disclosed in JP 2012-149160 A. The same procedure as described in Synthesis Example 1 was performed.
(2) Preparation of catalyst In (2-b) prepolymerization in Example 1, rac-dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2- (5-t-butyl-2-furyl) -4- (4 -Isopropyl-phenyl) -indenyl}] hafnium, instead of rac-dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2- (5-methyl-2-furyl) -4- (4-i-propylphenyl) indenyl }] The same operation was performed except that hafnium was used.
As a result, 54.0 g of a dry prepolymerized catalyst was obtained. The prepolymerization ratio (value obtained by dividing the amount of prepolymerized polymer by the amount of solid catalyst) was 1.70. This prepolymerized catalyst was designated as Catalyst 2.
(3) Polymerization After 3L autoclave was heated and dried well by circulating nitrogen, the inside of the tank was replaced with propylene and cooled to room temperature. After introducing 2.86 mL of a heptane solution of triisobutylaluminum (140 mg / mL) and 750 g of liquid propylene, the temperature was raised to 75 ° C. Thereafter, 200 mg of the catalyst 2 in a mass excluding the prepolymerized polymer was pumped to the polymerization tank with high-pressure argon to start polymerization. After maintaining at 75 ° C. for 1 hour, unreacted propylene was quickly purged to terminate the polymerization. As a result, about 350 g of a propylene homopolymer was obtained.
Table 1 shows the evaluation results of the obtained polymer.
[比較例2]
本比較例は、Macromol.Rapid Commun.2000,21に準じて行ったものである。
(1)錯体の合成
(錯体3)rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリドの合成):
特開平8−208733号公報の実施例2に記載の方法にしたがってrac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリドを合成した。
(3)重合
充分に窒素置換した1Lオートクレーブに、トルエン500ml、有機アルミニウムオキシ化合物(東ソーファインケム社製ヘキサン溶液、MMAO−3A 1.47mmolAl/ml)3.4ml導入し、105℃に加熱した。
更に、(錯体3)rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド1mgをトルエンに溶解して導入した。その後プロピレンを0.35MPaになるまですばやく導入し、30分間105℃でこの圧力を保った。最終的にエタノールを圧入することで重合を停止した。
得られたポリマー溶液をエタノール中に加え、ろ過した後に、減圧乾燥を行ったところ、33gのポリマーが得られた。
得られた重合体の評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
This comparative example is described in Macromol. Rapid Commun. 2000, 21.
(1) Synthesis of Complex (Complex 3) Synthesis of rac-dimethylsilylenebis (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride):
Rac-dimethylsilylenebis (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride was synthesized according to the method described in Example 2 of JP-A-8-208733.
(3) Polymerization Into a 1 L autoclave sufficiently purged with nitrogen, 500 ml of toluene and 3.4 ml of an organoaluminum oxy compound (hexane solution manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd., MMAO-3A 1.47 mmol Al / ml) were introduced and heated to 105 ° C.
Furthermore, 1 mg of (complex 3) rac-dimethylsilylenebis (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride was dissolved in toluene and introduced. Thereafter, propylene was quickly introduced to 0.35 MPa, and this pressure was maintained at 105 ° C. for 30 minutes. Finally, polymerization was stopped by press-fitting ethanol.
The obtained polymer solution was added to ethanol, filtered, and then dried under reduced pressure to obtain 33 g of polymer.
Table 1 shows the evaluation results of the obtained polymer.
[比較例3]
(2)触媒の調整
(2−a)イオン交換性層状珪酸塩の化学処理
セパラブルフラスコ中で蒸留水2260gに96%硫酸(1500g)を加えその後、層状珪酸塩としてモンモリロナイト(水沢化学社製ベンクレイSL:平均粒径19μm)600gを加えた。このスラリーを0.5℃/分で1時間かけて90℃まで昇温し、90℃で480分反応させた。この反応スラリーを1時間で室温まで冷却し、蒸留水でpH3まで洗浄した。得られた固体を窒素気流下130℃で2日間予備乾燥後53μm以上の粗大粒子を除去し、更に215℃、窒素気流下、滞留時間10分の条件でロータリーキルン乾燥することにより、化学処理スメクタイト295gを得た。
この化学処理スメクタイトの組成はAl:2.72質量%、Si:43.48質量%、Mg:0.36質量%、Fe:0.61質量%であり、Al/Si=0.065[mol/mol]であった。
[Comparative Example 3]
(2) Preparation of catalyst (2-a) Chemical treatment of ion-exchange layered silicate In a separable flask, 96% sulfuric acid (1500 g) was added to 2260 g of distilled water, and then montmorillonite (Menzawa Chemical Co., Ltd. Benclay) was used as the layered silicate. SL: average particle size 19 μm) was added 600 g. The slurry was heated to 90 ° C. over 1 hour at 0.5 ° C./minute, and reacted at 90 ° C. for 480 minutes. The reaction slurry was cooled to room temperature in 1 hour and washed to pH 3 with distilled water. The resulting solid was preliminarily dried at 130 ° C. for 2 days under a nitrogen stream, and then coarse particles of 53 μm or more were removed, and further dried at 215 ° C. under a nitrogen stream under a rotary kiln condition for 295 g of chemically treated smectite. Got.
The composition of this chemically treated smectite is Al: 2.72% by mass, Si: 43.48% by mass, Mg: 0.36% by mass, Fe: 0.61% by mass, and Al / Si = 0.065 [mol / Mol].
(2−b)予備重合
3つ口フラスコ(容積1L)中に上で得られた化学処理スメクタイト20gを入れヘプタン(114mL)を加えてスラリーとし、これにトリエチルアルミニウム(50mmol:濃度71mg/mLのヘプタン溶液を81mL)を加えて1時間攪拌後、ヘプタンで1/1000まで洗浄し、全容量を200mLとなるようにヘプタンを加えた。
また別のフラスコ(容積200mL)中で、ヘプタン(85mL)に比較例2で合成した(錯体3)rac−ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド(0.3mmol)を加えてスラリーとした後、トリイソブチルアルミニウム(0.6mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を0.85mL)を加えて60分室温で攪拌し反応させた。この溶液を、化学処理スメクタイトが入った3Lフラスコに加えて、室温で60分攪拌した。その後ヘプタンを214mL追加し、このスラリーを1Lオートクレーブに導入した。
オートクレーブの内部温度を40℃にしたのちプロピレンを20g/時の速度でフィードし2時間40℃を保ちつつ予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、1時間残重合を行った。得られた触媒スラリーの上澄みをデカンテーションで除去し、残った部分にトリイソブチルアルミニウム(12mmol:濃度140mg/mLのヘプタン溶液を17mL)を加えて10分攪拌した。この固体を2時間減圧乾燥することにより乾燥予備重合触媒47.6gを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は1.38であった。この予備重合触媒を触媒3とした。
(2-b) Prepolymerization Into a three-necked flask (volume: 1 L), 20 g of the chemically treated smectite obtained above was added, and heptane (114 mL) was added to form a slurry, to which triethylaluminum (50 mmol: concentration 71 mg / mL) was added. (81 mL of heptane solution) was added and stirred for 1 hour, then washed to 1/1000 with heptane, and heptane was added so that the total volume became 200 mL.
In another flask (volume 200 mL), (complex 3) rac-dimethylsilylenebis (2-methyl-4-phenylindenyl) zirconium dichloride (0.3 mmol) synthesized in Comparative Example 2 was added to heptane (85 mL). After adding slurry, triisobutylaluminum (0.6 mmol: 0.85 mL of a heptane solution having a concentration of 140 mg / mL) was added and stirred for 60 minutes at room temperature to react. This solution was added to a 3 L flask containing chemically treated smectite and stirred at room temperature for 60 minutes. Thereafter, 214 mL of heptane was added, and this slurry was introduced into a 1 L autoclave.
After the internal temperature of the autoclave was set to 40 ° C., propylene was fed at a rate of 20 g / hour and prepolymerization was performed while maintaining the temperature at 40 ° C. for 2 hours. Thereafter, propylene feed was stopped and residual polymerization was carried out for 1 hour. The supernatant of the resulting catalyst slurry was removed by decantation, and triisobutylaluminum (12 mmol: 17 mL of a heptane solution having a concentration of 140 mg / mL) was added to the remaining portion, followed by stirring for 10 minutes. This solid was dried under reduced pressure for 2 hours to obtain 47.6 g of a dry prepolymerized catalyst. The prepolymerization ratio (value obtained by dividing the amount of prepolymerized polymer by the amount of solid catalyst) was 1.38. This prepolymerized catalyst was designated as Catalyst 3.
(3)重合
3Lオートクレーブに加熱下窒素を流通させることにより予めよく乾燥させた後、プロピレンで槽内を置換して室温まで冷却した。トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(140mg/mL)2.86mLを加え、液体プロピレン750gを導入した後、70℃まで昇温した。その後、上記予備重合触媒を予備重合ポリマーを除いた重量で100mgを高圧アルゴンで重合槽に圧送し、70℃で1時間重合した。未反応のプロピレンをすばやくパージし重合を停止した。そうしたところ約78gのプロピレン単独重合体が得られた。
得られた重合体の評価結果を表1に示す。
(3) Polymerization After thoroughly drying by passing nitrogen through a 3 L autoclave in advance, the inside of the tank was replaced with propylene and cooled to room temperature. After adding 2.86 mL of a heptane solution of triisobutylaluminum (140 mg / mL) and introducing 750 g of liquid propylene, the temperature was raised to 70 ° C. Thereafter, 100 mg of the above prepolymerized catalyst by weight excluding the prepolymerized polymer was pumped to the polymerization tank with high-pressure argon and polymerized at 70 ° C. for 1 hour. Unreacted propylene was quickly purged to terminate the polymerization. As a result, about 78 g of a propylene homopolymer was obtained.
Table 1 shows the evaluation results of the obtained polymer.
[比較例4]
比較例3の(3)重合において、H2を300N(normal)ml導入した後に液体プロピレン750gを導入し、その後70℃まで昇温し、70℃で1時間重合したこと以外は同様の重合をおこなった。
[Comparative Example 4]
In the polymerization of Comparative Example 3 (3), the same polymerization was performed except that 750 g of liquid propylene was introduced after 300 N (normal) ml of H 2 was introduced, and then the temperature was raised to 70 ° C. and polymerized at 70 ° C. for 1 hour. I did it.
[実施例の考察]
図2は、実施例と比較例のプロピレン単独重合体の融点と結晶化温度との関係を示す図である。
図2に示すように、実施例1〜9は、特性(i):融点(Tm)が145℃以上149℃以下の条件を満たし、且つ、融点(Tm)と結晶化温度(Tc)の関係において、特性(ii)及び特性(viii)を同時に満たすことがわかる。
一方、比較例1〜4では、特性(i)と特性(ii)を同時に満たすものは得られなかったことがわかる。
また、表1の実施例1〜2、4〜5、7〜8に示すように、重合温度、触媒量を同じにした場合、水素導入量を多くすることによって、触媒活性が向上することも明らかとなった。
[Consideration of Examples]
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the melting point and the crystallization temperature of the propylene homopolymers of Examples and Comparative Examples.
As shown in FIG. 2, Examples 1 to 9 are characteristic (i): the melting point (Tm) satisfies the condition of 145 ° C. or more and 149 ° C. or less, and the relationship between the melting point (Tm) and the crystallization temperature (Tc). It can be seen that the characteristic (ii) and the characteristic (viii) are simultaneously satisfied.
On the other hand, in Comparative Examples 1-4, it turns out that what satisfy | filled characteristic (i) and characteristic (ii) simultaneously was not obtained.
In addition, as shown in Examples 1 to 2, 4 to 5, and 7 to 8 in Table 1, when the polymerization temperature and the catalyst amount are the same, the catalyst activity may be improved by increasing the amount of hydrogen introduced. It became clear.
Claims (6)
特性(i):融点(Tm)が145℃以上149℃以下
特性(ii):融点(Tm)と結晶化温度(Tc)が下記式(1)を満たす
Tm−Tc≦0.907×Tm−99.64・・・式(1) A propylene homopolymer having the following characteristics (i) to (ii).
Characteristic (i): Melting point (Tm) is 145 ° C. or higher and 149 ° C. or lower Characteristic (ii): Melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) satisfy the following formula (1) Tm−Tc ≦ 0.907 × Tm− 99.64 Formula (1)
特性(iii):アイソタクチックトライアッド分率(mm)が90%以上
特性(iv):異種結合量(2,1結合)が0.2mol%以下、且つ、異種結合量(1,3結合)が0.2mol%以下 The propylene homopolymer according to claim 1, further comprising the following properties (iii) to (iv):
Characteristic (iii): Isotactic triad fraction (mm) is 90% or more Characteristic (iv): Heterogeneous bond amount (2,1 bond) is 0.2 mol% or less and Heterogeneous bond amount (1,3 bond) Is 0.2 mol% or less
特性(v):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定する数平均分子量(Mn)が5万以下 The propylene homopolymer according to claim 1 or 2, further comprising the following property (v):
Characteristic (v): Number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC) is 50,000 or less
特性(vi):13C−NMRで測定する末端ビニル率が0.7以上 The propylene homopolymer according to any one of claims 1 to 3, further comprising the following property (vi):
Characteristic (vi): terminal vinyl ratio measured by 13 C-NMR is 0.7 or more
特性(vii):長鎖分岐数が0.1個/1000モノマー以上 The propylene homopolymer according to any one of claims 1 to 4, further having the following property (vii):
Characteristic (vii): The number of long chain branches is 0.1 / 1000 monomer or more
特性(viii):融点(Tm)と結晶化温度(Tc)が下記式(2)を満たす
Tm−Tc≧0.907×Tm−103.64・・・式(2) The propylene homopolymer according to any one of claims 1 to 5, further having the following property (viii):
Characteristic (viii): melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) satisfying the following formula (2) Tm−Tc ≧ 0.907 × Tm−103.64 (formula (2))
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