JP2840462B2 - スチレン系重合体の製造方法及びその触媒 - Google Patents

スチレン系重合体の製造方法及びその触媒

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スチレン系重合体の製
造方法及び該方法に用いる触媒に関し、さらに詳しくは
重合体連鎖の立体化学構造が高度のシンジオタクチック
構造を有するスチレン系重合体を効率よく製造する方法
及び該方法に用いる触媒に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明者らは、最近、主として遷移金属
化合物、特にTi化合物とアルキルアルミノキサンとか
らなる触媒を用いてスチレン系モノマーを重合すること
により、シンジオタクチック構造のスチレン系重合体が
得られることを示した(特開昭62−187708号,
同63−179906号,同63−241009号公報
等)。
【0003】アルキルアルミノキサンとして特に好適な
メチルアルミノキサンは、通常、トリメチルアルミニウ
ムと水との反応により得られるが、反応が激しいため、
製造上困難であるという問題がある。また、原料である
トリメチルアルミニウムが高価であることに加えて、触
媒として用いる場合、遷移金属量に比べて大過剰のメチ
ルアルミノキサン量を必要としている。そのため、触媒
コストが非常に高いという欠点があった。
【0004】近年、アルミノキサンを含まない重合触媒
を用いてα−オレフィン(主にエチレン)を重合させう
ることが、R. Taube (J. Organomet. Chem. C9-C11, 34
7 (1988)、 H. Turner (J. Am. Chem. Soc. 111, 2728
(1989) 、R. F. Jordan (Organomet. 8, 2892(1989)
などにおいて報告されているが、スチレン系モノマーに
ついてはアルミノキサンを含まない重合触媒に関する検
討は未だなされていない。また、スチレン系モノマーに
ついては、α−オレフィン類とは異なり、カチオン種が
存在した場合、アタクチックポリマーが得られやすいと
いう問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、高価かつ使用量の多いアルミノキサンを使用しない
で、スチレン系モノマーを重合させてシンジオタクチッ
ク構造のスチレン系重合体を効率よく製造することがで
きる触媒及び該触媒を用いたスチレン系重合体の製造方
法を開発すべく鋭意研究を重ねた。
【0006】
【課題を解決するための手段】その結果、特定の遷移金
属化合物と特定の塩とを組み合わせたものを触媒として
使用することによって、目的とするシンジオタクチック
構造を有するスチレン系重合体を効率よく製造できるこ
とを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成し
たものである。
【0007】すなわち、本発明は、(A)一般式 M1 1 2 XY ・・・(I) 〔式中、M1 はチタン,ジルコニウムあるいはハフニウ
ムを示し、R1 及びR2はそれぞれシクロペンタジエニ
ル基,置換シクロペンタジエニル基,インデニル基ある
いはフルオレニル基を示し、X及びYはそれぞれ水素,
炭素数1〜20の炭化水素基,炭素数1〜20のアルコ
キシ基,アミノ基あるいは炭素数1〜20のチオアルコ
キシ基を示す。ただし、R1 及びR2 は炭素数1〜5の
炭化水素基,炭素数1〜20及び珪素数1〜5のアルキ
ルシリル基あるいは炭素数1〜20及びゲルマニウム数
1〜5のゲルマニウム含有炭化水素基によって架橋され
ていてもよい。〕で表わされる遷移金属化合物よりなる
群から選ばれた少なくとも1種の化合物及び(B)下記
一般式(II)又は(III) (〔L1 −H〕g+h (〔M2 1 2 ・・・Xn (n-m)-i ・・・(II) (〔L2 g+h (〔M3 1 2 ・・・Xn (n-m)-i ・・・(III) (但し、L2 は後述のM4 又はR3 4 5 である。)
〔式(II),(III)中、L1 はルイス塩基(但し、リン
を除く。)、M2 及びM3 は硼素、M4 は周期律表の8
族〜12族から選ばれる金属、M5 は周期律表の8族〜
10族から選ばれる金属、X1 〜Xn はそれぞれ水素原
子,ジアルキルアミノ基,アルコキシ基,アリールオキ
シ基,炭素数1〜20のアルキル基,炭素数6〜20の
アリール基,アルキルアリール基,アリールアルキル
基,置換アルキル基,有機メタロイド基又はハロゲン原
子を示し、R3 及びR4 はそれぞれシクロペンタジエニ
ル基,置換シクロペンタジエニル基,インデニル基又は
フルオレニル基を示す。mはM2 ,M3 の原子価で1〜
7の整数、nは2〜8の整数、gはL1 −H,L2 のイ
オン価数で1〜7の整数、hは1以上の整数,i=h×
g/(n−m)である。〕で表される硼素を含む配位錯
化物を主成分とする、高度のシンジオタクチック構造を
有するスチレン系重合体製造用触媒、並びにスチレン及
び/又はスチレン誘導体を製造するにあたり、上記触媒
を用いることを特徴とするスチレン系重合体の製造方法
を提供するものである。
【0008】本発明の触媒は、上記の(A)及び(B)
成分を主成分とするものであるが、ここで(A)成分
は、共役π電子を有する配位子を2個有する遷移金属化
合物である。遷移金属としては、周期律表第3〜6族金
属及びランタン系金属が挙げられ、そのうち第4族金属
(チタン,ジルコニウム,ハフニウム等)が好ましい。
このような(A)成分である遷移金属化合物については
各種のものがある。例えば、一般式 M1 1 2 XY ・・・(I) 〔式中、M1 はチタン,ジルコニウムあるいはハフニウ
ムを示し、R1 及びR2 はそれぞれシクロペンタジエニ
ル基,置換シクロペンタジエニル基,インデニル基ある
いはフルオレニル基を示し、X及びYはそれぞれ水素,
炭素数1〜20の炭化水素基,炭素数1〜20のアルコ
キシ基,アミノ基あるいは炭素数1〜20のチオアルコ
キシ基を示す。ただし、R1 及びR2 は炭素数1〜5の
炭化水素基,炭素数1〜20及び珪素数1〜5のアルキ
ルシリル基あるいは炭素数1〜20及びゲルマニウム数
1〜5のゲルマニウム含有炭化水素基によって架橋され
ていてもよい。〕で表わされる遷移金属化合物よりなる
群から選ばれた少なくとも1種の化合物がある。
【0009】この一般式(I)中のR1 ,R2 はシクロ
ペンタジエニル基,置換シクロペンタジエニル基(具体
的にはメチルシクロペンタジエニル基;1,3−ジメチ
ルシクロペンタジエニル基;1,2,4−トリメチルシ
クロペンタジエニル基;1,2,3,4−テトラメチル
シクロペンタジエニル基;ペンタメチルシクロペンタジ
エニル基;トリメチルシリルシクロペンタジエニル基;
1,3−ジ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル
基;1,2,4−トリ(トリメチルシリル)シクロペン
タジエニル基;ターシャリーブチルシクロペンタジエニ
ル基;1,3−ジ(ターシャリーブチル)シクロペンタ
ジエニル基;1,2,4−トリ(ターシャリーブチル)
シクロペンタジエニル基など),インデニル基,置換イ
ンデニル基(具体的にはメチルインデニル基;ジメチル
インデニル基;トリメチルインデニル基など),フルオ
レニル基あるいは置換フルオレニル基(例えばメチルフ
ルオレニル基)を示し、R1 ,R2 は同一でも異なって
もよく、更にR1 とR2 が炭素数1〜5のアルキリデン
基(具体的には、メチン基,エチリデン基,プロピリデ
ン基,ジメチルカルビル基等)又は炭素数1〜20及び
珪素数1〜5のアルキルシリル基(具体的には、ジメチ
ルシリル基,ジエチルシリル基,ジベンジルシリル基
等)により架橋された構造のものでもよい。一方、X,
Yは、上述の如くであるが、より詳しくは、それぞれ独
立に、水素,炭素数1〜20のアルキル基(メチル基,
エチル基,プロピル基,n−ブチル基,イソブチル基,
アミル基,イソアミル基,オクチル基,2−エチルヘキ
シル基等),炭素数6〜20のアリール基(具体的に
は、フェニル基,ナフチル基等)、炭素数7〜20のア
リールアルキル基(具体的には、ベンジル基等)、炭素
数1〜20のアルコキシ基(具体的には、メトキシ基,
エトキシ基,プロポキシ基,ブトキシ基,アミルオキシ
基,ヘキシルオキシ基,オクチルオキシ基,2−エチル
ヘキシルオキシ基等)、炭素数6〜20のアリールオキ
シ基(具体的には、フェノキシ基等)、さらにはアミノ
基や炭素数1〜20のチオアルコキシ基を示す。
【0010】このような一般式(I)で表わされる遷移
金属化合物の具体例としては、ビスシクロペンタジエニ
ルチタンジメチル;ビスシクロペンタジエニルチタンジ
エチル;ビスシクロペンタジエニルチタンジプロピル;
ビスシクロペンタジエニルチタンジブチル;ビス(メチ
ルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(ター
シャリーブチルシクロペンタジエニル)チタンジメチ
ル;ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)チ
タンジメチル;ビス(1,3−ジターシャリーブチルシ
クロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(1,2,
4−トリメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチ
ル;ビス(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタ
ジエニル)チタンジメチル;ビスシクロペンタジエニル
チタンジメチル;ビス(トリメチルシリルシクロペンタ
ジエニル)チタンジメチル;ビス(1,3−ジ(トリメ
チルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジメチル;
ビス(1,2,4−トリ((トリメチルシリル)シクロ
ペンタジエニル)チタンジメチル;ビスインデニルチタ
ンジメチル;ビスフルオレニルチタンジメチル;メチレ
ンビスシクロペンタジエニルチタンジメチル;エチリデ
ンビスシクロペンタジエニルチタンジメチル;メチレン
ビス(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエ
ニル)チタンジメチル;エチリデンビス(2,3,4,
5−テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチ
ル;ジメチルシリルビス(2,3,4,5−テトラメチ
ルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;メチレンビ
スインデニルチタンジメチル;エチリデンビスインデニ
ルチタンジメチル;ジメチルシリルビスインデニルチタ
ンジメチル;メチレンビスフルオレニルチタンジメチ
ル;エチリデンビスフルオレニルチタンジメチル;ジメ
チルシリルビスフルオレニルチタンジメチル;メチレン
(ターシャリーブチルシクロペンタジエニル)(シクロ
ペンタジエニル)チタンジメチル;メチレン(シクロペ
ンタジエニル)(インデニル)チタンジメチル;エチリ
デン(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジ
メチル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(イ
ンデニル)チタンジメチル;メチレン(シクロペンタジ
エニル)(フルオレニル)チタンジメチル;エチリデン
(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジメ
チル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(フル
オレニル)チタンジメチル;メチレン(インデニル)
(フルオレニル)チタンジメチル;エチリデン(インデ
ニル)(フルオレニル)チタンジメチル;ジメチルシリ
ル(インデニル)(フルオレニル)チタンジメチル;ビ
スシクロペンタジエニルチタンジベンジル;ビス(ター
シャリーブチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジ
ル;ビス(メチルシクロペンタジエニル)チタンジベン
ジル;ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)
チタンジベンジル;ビス(1,2,4−トリメチルシク
ロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビス(1,2,
3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
ベンジル;ビスペンタメチルシクロペンタジエニルチタ
ンジベンジル;ビス(トリメチルシリルシクロペンタジ
エニル)チタンジベンジル;ビス(1,3−ジ−(トリ
メチルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジベンジ
ル;ビス(1,2,4−トリ(トリメチルシリル)シク
ロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビスインデニル
チタンジベンジル;ビスフルオレニルチタンジベンジ
ル;メチレンビスシクロペンタジエニルチタンジベンジ
ル;エチリデンビスシクロペンタジエニルチタンジベン
ジル;メチレンビス(2,3,4,5−テトラメチルシ
クロペンタジエニル)チタンジベンジル;エチリデンビ
ス(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)チタンジベンジル;ジメチルシリルビス(2,3,
4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
ベンジル;メチレンビスインデニルチタンジベンジル;
エチリデンビスインデニルチタンジベンジル;ジメチル
シリルビスインデニルチタンジベンジル;メチレンビス
フルオレニルチタンジベンジル;エチリデンビスフルオ
レニルチタンジベンジル;ジメチルシリルビスフルオレ
ニルチタンジベンジル;メチレン(シクロペンタジエニ
ル)(インデニル)チタンジベンジル;エチリデン(シ
クロペンタジエニル)(インデニル)チタンジベンジ
ル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(インデ
ニル)チタンジベンジル;メチレン(シクロペンタジエ
ニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;エチリデン
(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジベ
ンジル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(フ
ルオレニル)チタンジベンジル;メチレン(インデニ
ル)(フルオレニル)チタンジベンジル;エチリデン
(インデニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;ジ
メチルシリル(インデニル)(フルオレニル)チタンジ
ベンジル;ビスシクロペンタジエニルチタンジメトキサ
イド;ビスシクロペンタジエニルチタンジエトキシド;
ビスシクロペンタジエニルチタンジプロポキサイド;ビ
スシクロペンタジエニルチタンジブトキサイド;ビスシ
クロペンタジエニルチタンジフェノキサイド;ビス(メ
チルシクロペンタジエニル)チタンジメトキサイド;ビ
ス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
メトキサイド;ビス(1,2,4−トリメチルシクロペ
ンタジエニル)チタンジメトキサイド;ビス(1,2,
3,4−テイラメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
メトキサイド;ビスペンタメチルシクロペンタジエニル
チタンジメトキサイド;ビス(トリメチルシリルシクロ
ペンタジエニル)チタンジメトキサイド;ビス(1,3
−ジ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)チタ
ンジメトキサイド;ビス(1,2,4−トリ(トリメチ
ルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジメトキサイ
ド;ビスインデニルチタンジメトキサイド;ビスフルオ
レニルチタンジメトキサイド;メチレンビスシクロペン
タジエニルチタンジメトキサイド;エチリデンビスシク
ロペンタジエニルチタンジメトキサイド;メチレンビス
(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)チタンジメトキサイド;エチリデンビス(2,3,
4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
メトキサイド;ジメチルシリルビス(2,3,4,5−
テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキサ
イド;メチレンビスインデニルチタンジメトキサイド;
メチレンビス(メチルインデニル)チタンジメトキサイ
ド;エチリデンビスインデニルチタンジメトキサイド;
ジメチルシリルビスインデニルチタンジメトキサイド;
メチレンビスフルオレニルチタンジメトキサイド;メチ
レンビス(メチルフルオレニル)チタンジメトキサイ
ド;エチリデンビスフルオレニルチタンジメトキサイ
ド;ジメチルシリルビスフルオレニルチタンジメトキサ
イド;メチレン(シクロペンタジエニル)(インデニ
ル)チタンジメトキサイド;エチリデン(シクロペンタ
ジエニル)(インデニル)チタンジメトキサイド;ジメ
チルシリル(シクロペンタジエニル)(インデニル)チ
タンジメトキサイド;メチレン(シクロペンタジエニ
ル)(フルオレニル)チタンジメトキサイド;エチリデ
ン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジ
メトキサイド;ジメチルシリル(シクロペンタジエニ
ル)(フルオレニル)チタンジメトキサイド;メチレン
(インデニル)(フルオレニル)チタンジメトキサイ
ド;エチリデン(インデニル)(フルオレニル)チタン
ジメトキサイド;ジメチルシリル(インデニル)(フル
オレニル)チタンジメトキサイド等が挙げられる。
【0011】また、ジルコニウム化合物としては、エチ
リデンビスシクロペンタジエニルジルコニウムジメトキ
サイド,ジメチルシリルビスシクロペンタジエニルジル
コニウムジメトキサイド等があり、更にハフニウム化合
物としては、エチリデンビスシクロペンタジエニルハフ
ニウムジメトキサイド,ジメチルシリルビスシクロペン
タジエニルハフニウムジメトキサイド等がある。これら
のなかでも特にチタン化合物が好ましい。
【0012】一方、上記の(A)成分とともに触媒の主
成分を構成する(B)成分は、カチオンと複数の基が金
属に結合したアニオンとからなる配位錯化合物である。
このような配位錯化合物は、様々なものがあるが、例え
ば、下記一般式(II)あるいは(III)で示される化合物
を好適に使用することができる。 (〔L1 −H〕g+h (〔M2 1 2 ・・・Xn (n-m)-i ・・・(II) あるいは (〔L2 g+h (〔M3 1 2 ・・・Xn (n-m)-i ・・・(III) (但し、L2 は後述のM4 ,R3 4 5 又はR5 3Cで
ある。) 〔式(II),(III)中、L1 はルイス塩基、M2 及びM
3 はそれぞれ周期律表の5族〜15族から選ばれる金
属、M4 は周期律表の8族〜12族から選ばれる金属、
5 は周期律表の8族〜10族から選ばれる金属、X1
〜Xn はそれぞれ水素原子,ジアルキルアミノ基,アル
コキシ基,アリールオキシ基,炭素数1〜20のアルキ
ル基,炭素数6〜20のアリール基,アルキルアリール
基,アリールアルキル基,置換アルキル基,有機メタロ
イド基又はハロゲン原子を示し、R3 及びR4 はそれぞ
れシクロペンタジエニル基,置換シクロペンタジエニル
基,インデニル基又はフルオレニル基、R5 はアルキル
基を示す。mはM2 ,M3 の原子価で1〜7の整数、n
は2〜8の整数、gはL1 −H,L2 のイオン価数で1
〜7の整数、hは1以上の整数,i=h×g/(n−
m)である。〕M2 及びM3 の具体例としてはB,A
l,Si,P,As,Sb等、M4 の具体例としてはA
g,Cu等、M5 の具体例としてはFe,Co,Ni等
が挙げられる。X1 〜Xn の具体例としては、例えば、
ジアルキルアミノ基としてジメチルアミノ基,ジエチル
アミノ基、アルコキシ基としてメトキシ基,エトキシ
基,n−ブトキシ基、アリールオキシ基としてフェノキ
シ基,2,6−ジメチルフェノキシ基,ナフチルオキシ
基、炭素数1〜20のアルキル基としてメチル基,エチ
ル基,n−プロピル基,iso−プロピル基,n−ブチ
ル基,n−オクチル基,2−エチルヘキシル基、炭素数
6〜20のアリール基,アルキルアリール基若しくはア
リールアルキル基としてフェニル基,p−トリル基,ベ
ンジル基,ペンタフルオロフェニル基,3,5−ジ(ト
リフルオロメチル)フェニル基,4−ターシャリ−ブチ
ルフェニル基,2,6−ジメチルフェニル基,3,5−
ジメチルフェニル基,2,4−ジメチルフェニル基,
1,2−ジメチルフェニル基、ハロゲンとしてF,C
l,Br,I、有機メタロイド基として五メチルアンチ
モン基,トリメチルシリル基,トリメチルゲルミル基,
ジフェニルアルシン基,ジシクロヘキシルアンチモン
基,ジフェニル硼素基が挙げられる。R5 及びR6 の置
換シクロペンタジエニル基の具体例としては、メチルシ
クロペンタジエニル基,ブチルシクロペンタジエニル
基,ペンタメチルシクロペンタジエニル基ガ挙げられ
る。
【0013】一般式(II),(III)の化合物の中で、具
体的には、下記のものを特に好適に使用できる。例えば
一般式(II)の化合物としては、テトラフェニル硼酸ト
リエチルアンモニウム,テトラフェニル硼酸トリ(n−
ブチル)アンモニウム,テトラフェニル硼酸トリメチル
アンモニウム,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸
トリエチルアンモニウム,テトラ(ペンタフルオロフェ
ニル)硼酸トリ(n−ブチル)アンモニウム,ヘキサフ
ルオロ砒素酸トリエチルアンモニウムテトラ(ペンタ
フルオロフェニル)硼酸ピリジニウム,テトラ(ペンタ
フルオロフェニル)硼酸ピロリニウム,テトラ(ペンタ
フルオロフェニル)硼酸N,N−ジメチルアニリニウ
ム,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチルジフ
ェニルアンモニウム等が挙げられる。また、例えば一般
式(III)の化合物としては、テトラフェニル硼酸フェロ
セニウム,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸ジメ
チルフェロセニウム,テトラ(ペンタフルオロフェニ
ル)硼酸フェロセニウム,テトラ(ペンタフルオロフェ
ニル)硼酸デカメチルフェロセニウム,テトラ(ペンタ
フルオロフェニル)硼酸アセチルフェロセニウム,テト
ラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸ホルミルフェロセニ
ウム,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸シアノフ
ェロセニウム,テトラフェニル硼酸銀,テトラ(ペンタ
フルオロフェニル)硼酸銀,テトラフェニル硼酸トリチ
ル,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリチル,
ヘキサフルオロ砒素酸銀,ヘキサフルオロアンチモン酸
銀,テトラフルオロ硼酸銀等が挙げられる。
【0014】本発明の触媒は、必要に応じてさらに
(C)成分として有機アルミニウム化合物を使用する。
ここで有機アルミニウム化合物とは、一般式(IV) R6 m Al (OR7 ) n 3-m-n ・・・(IV) 〔式中、R6 ,R7 はそれぞれ独立に炭素数1〜8、好
ましくは1〜4のアルキル基を示し、Xは水素あるいは
ハロゲン、例えば、Cl ,Br , Fなどを示し、mは0
<m≦3、好ましくはm=2,3、より好ましくはm=
3を示し、nは0≦n<3を示す。〕で表される化合物
である。これらの化合物のうちR3 Al ,R2 Al H
(式中、Rはアルキル基を表す)として例えば、トリメ
チルアルミニウム,トリイソブチルアルミニウムが好ま
しい。
【0015】本発明の触媒が、(A)成分と(B)成分
からなり、(C)成分を含まない場合には、(A)成分
は、共役π電子を有する配位子を2個有し、かつ、金属
−水素結合あるいは金属−炭素σ結合を有する遷移金属
化合物であるのが好ましい。この種の遷移金属化合物と
しては、例えば、ジメチルシリルビスシクロペンタジエ
ニルチタンジベンジル,メチレンビスシクロペンタジエ
ニルチタンジベンジルなどが挙げられる。
【0016】本発明の触媒は、前記(A)及び(B)成
分、さらに必要に応じて(C)成分を主成分とするもの
であり、前記の他に、さらに所望により他の触媒成分を
加えることもできる。この触媒中の(A)成分,(B)
成分及び(C)成分の配合割合は、各種の条件により異
なり、一義的には定められないが、通常は(A)成分と
(B)成分のモル比が0.1:1〜1:0.1、(A)成分
と(C)成分のモル比が1:0.1〜1:1000であ
る。
【0017】上記のような本発明の触媒は、高度のシン
ジオタクチック構造を有するスチレン系重合体の製造に
おいて高い活性を示す。したがって、本発明は、さらに
上記のような触媒を用いてスチレン系重合体を製造する
方法をも提供するものである。
【0018】本発明の方法によりスチレン系重合体を製
造するには、上記の(A)及び(B)成分及び必要に応
じて(C)成分を主成分とする触媒の存在下でスチレン
及び/又はスチレン誘導体(アルキルスチレン,アルコ
キシスチレン,ハロゲン化スチレン,ビニル安息香酸エ
ステルなど)等のスチレン系モノマーを重合(あるいは
共重合)する。ここで本発明の触媒とスチレン系モノマ
ーとの接触方法としては、(A)成分と(B)成分の
反応物とモノマーを接触させる方法、(A)成分と
(B)成分の反応物に(C)成分を加えたものとモノマ
ーを接触させる方法、(A)成分と(C)成分の反応
物に(B)成分を加えたものとモノマーを接触させる方
法、モノマーに(A),(B),(C)の各成分を一
成分ずつ添加する方法等の種々の方法がある。また、
(A)成分と(B)成分との反応物は、予め単離精製さ
れたものでも良い。
【0019】スチレン系モノマーの重合は塊状でもよ
く、ペンタン,ヘキサン,ヘプタン等の脂肪族炭化水
素、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素あるいはベンゼ
ン,トルエン,キシレン等の芳香族炭化水素溶媒中で行
ってもよい。また、重合温度は特に制限はないが、一般
には0〜90℃、好ましくは20〜70℃である。
【0020】さらに、得られるスチレン系重合体の分子
量を調節するには、水素の存在下で重合反応を行うこと
が効果的である。
【0021】このようにして得られるスチレン系重合体
は、高度のシンジオタクチック構造を有するものであ
る。ここで、スチレン系重合体における高度のシンジオ
タクチック構造とは、立体化学構造が高度のシンジオタ
クチック構造、すなわち炭素−炭素結合から形成される
主鎖に対して側鎖であるフェニル基や置換フェニル基が
交互に反対方向に位置する立体構造を有することを意味
し、そのタクティシティーは同位体炭素による核磁気共
鳴法(13C−NMR法)により定量される。13C−NM
R法により測定されるタクティシティーは、連続する複
数個の構成単位の存在割合、例えば2個の場合はダイア
ッド,3個の場合はトリアッド,5個の場合はペンタッ
ドによって示すことができるが、本発明に言う「高度の
シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体」と
は、通常はラセミダイアッドで75%以上、好ましくは
85%以上、若しくはラセミペンタッドで30%以上、
好ましくは50%以上のシンジオタクティシティーを有
するポリスチレン,ポリ(アルキルスチレン),ポリ
(ハロゲン化スチレン),ポリ(アルコキシスチレ
ン),ポリ(ビニル安息香酸エステル)及びこれらの混
合物、あるいはこれらを主成分とする共重合体を意味す
る。なお、ここでポリ(アルキルスチレン)としては、
ポリ(メチルスチレン),ポリ(エチルスチレン),ポ
リ(イソプロピルスチレン),ポリ(ターシャリーブチ
ルスチレン)等があり、ポリ(ハロゲン化スチレン)と
しては、ポリ(クロロスチレン),ポリ(ブロモスチレ
ン),ポリ(フルオロスチレン)等がある。また、ポリ
(アルコキシスチレン)としては、ポリ(メトキシスチ
レン),ポリ(エトキシスチレン)等がある。これらの
うち特に好ましいスチレン系重合体としては、ポリスチ
レン,ポリ(p−メチルスチレン),ポリ(m−メチル
スチレン),ポリ(p−ターシャリーブチルスチレ
ン),ポリ(p−クロロスチレン),ポリ(m−クロロ
スチレン),ポリ(p−フルオロスチレン)、さらには
スチレンとp−メチルスチレンとの共重合体をあげるこ
とができる。
【0022】本発明の方法により製造されるスチレン系
重合体は、一般に、重量平均分子量10,000〜3,000,000
、好ましくは100,000 〜1,500,000 、数平均分子量5,0
00 〜1,500,000 、好ましくは50,000〜1,000,000のもの
であり、上記のようにシンジオクタティシティーの高い
ものであるが、重合後、必要に応じて塩酸等を含む洗浄
液で脱灰処理し、さらに洗浄,減圧乾燥を経てメチルエ
チルケトン等の溶媒で洗浄して可溶分を除去し、得られ
る不溶分をさらにクロロホルム等を用いて処理すれば、
極めてシンジオタクティシティーの大きい高純度のスチ
レン系重合体が入手できる。
【0023】この高度のシンジオタクチック構造を有す
るスチレン系重合体は、融点が160〜310℃であっ
て、従来のアタクチック構造のスチレン系重合体に比べ
て耐熱性が格段に優れている。
【0024】
【実施例】次に、本発明を実施例および比較例により更
に詳しく説明する。
【0025】実施例1 内容積500mlの反応容器にスチレン200mlを入れ、
50℃に昇温し、ジメチルシリルビス(シクロペンタジ
エニル)チタンジベンジル1.5ミリモル及びメチルフェ
ロセニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート
1.5ミリモルの接触混合トルエン溶液5mlを加え、同温
度で3時間反応を行った。反応後、メタノールにて重合
を停止させ、塩酸−メタノール溶液で脱灰し、メタノー
ルで洗浄を行った後、乾燥して重合体20.0gを得た。
次いで、この重合体をソックスレー抽出器を用いてメチ
ルエチルケトンで抽出したところ、32重量%で抽出残
物(MIP)を得た。このものの融点(Tm)は264
℃であり、シンジオタクチックポリスチレンであること
を確認した。また重量平均分子量は95,000であっ
た。
【0026】実施例2 実施例1においてジメチルシリルビス(シクロペンタジ
エニル)チタンジベンジル,メチルフェロセニウムテト
ラ(ペンタフルオロフェニル)ボレート以外にトリイソ
ブチルアルミニウム1.5ミリモルを加えたこと以外は、
実施例1と同様な操作を行った。重合体の収量は24.0
gであり、この重合体は、抽出残物(MIP)18重量
%、融点(Tm)263℃、重量平均分子量150,00
0のシンジオタクチックポリスチレンであった。
【0027】
【発明の効果】本発明の触媒は、従来のアルミノキサン
を主成分とするものに比べて安価であり、高度のシンジ
オタクチック構造を有するスチレン系重合体の製造に高
い活性を有する。したがって、本発明の方法によれば、
安価に効率よくシンジオタクチックスチレン系重合体を
製造することができる。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)一般式 M1 1 2 XY ・・・(I) 〔式中、M1 はチタン,ジルコニウムあるいはハフニウ
    ムを示し、R1 及びR2はそれぞれシクロペンタジエニ
    ル基,置換シクロペンタジエニル基,インデニル基ある
    いはフルオレニル基を示し、X及びYはそれぞれ水素,
    炭素数1〜20の炭化水素基,炭素数1〜20のアルコ
    キシ基,アミノ基あるいは炭素数1〜20のチオアルコ
    キシ基を示す。ただし、R1 及びR2 は炭素数1〜5の
    炭化水素基,炭素数1〜20及び珪素数1〜5のアルキ
    ルシリル基あるいは炭素数1〜20及びゲルマニウム数
    1〜5のゲルマニウム含有炭化水素基によって架橋され
    ていてもよい。〕で表わされる遷移金属化合物よりなる
    群から選ばれた少なくとも1種の化合物及び(B)下記
    一般式(II)又は(III) (〔L1 −H〕g+h (〔M2 1 2 ・・・Xn (n-m)-i ・・・(II) (〔L2 g+h (〔M3 1 2 ・・・Xn (n-m)-i ・・・(III) (但し、L2 は後述のM4 又はR3 4 5 である。)
    〔式(II),(III)中、L1 はルイス塩基(但し、リン
    を除く。)、M2 及びM3 硼素、M4 は周期律表の8
    族〜12族から選ばれる金属、M5 は周期律表の8族〜
    10族から選ばれる金属、X1 〜Xn はそれぞれ水素原
    子,ジアルキルアミノ基,アルコキシ基,アリールオキ
    シ基,炭素数1〜20のアルキル基,炭素数6〜20の
    アリール基,アルキルアリール基,アリールアルキル
    基,置換アルキル基,有機メタロイド基又はハロゲン原
    子を示し、R3 及びR4 はそれぞれシクロペンタジエニ
    ル基,置換シクロペンタジエニル基,インデニル基又は
    フルオレニル基を示す。mはM2 ,M3 の原子価で1〜
    7の整数、nは2〜8の整数、gはL1 −H,L2 のイ
    オン価数で1〜7の整数、hは1以上の整数,i=h×
    g/(n−m)である。〕で表される硼素を含む配位錯
    化物を主成分とする、高度のシンジオタクチック構造を
    有するスチレン系重合体製造用触媒。
  2. 【請求項2】 (A),(B)成分とともに、(C)有
    機アルミニウム化合物を含む請求項1記載の触媒。
  3. 【請求項3】 スチレン及び/又はスチレン誘導体を重
    合するにあたり、請求項1の触媒を用いることを特徴と
    するスチレン系重合体の製造方法。
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