JP3969919B2 - 主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリエチレンおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリエチレンおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
分子鎖の末端に極性官能基を有するポリオレフィンは、例えばポリマーブレンドの相溶化剤、塗料の塗装性改良剤、ポリオレフィンの塗装性改良剤や接着性改良剤、分子設計の際の原料として有用である。
【０００３】
このような分子鎖の末端に極性官能基を有するポリオレフィンは、例えばポリオレフィンと、不飽和カルボン酸などの官能基構造を有する化合物とを、有機過酸化物などの重合開始剤の存在下に溶融混練する方法などにより製造することができる。しかしながらこのような方法では、官能基の導入量を調整することが難しく、均質な性状を有する変性ポリオレフィンが得にくい。また、得られた変性ポリオレフィンには二重結合構造が残っているため、酸素による劣化などの変性を受けやすい。
【０００４】
ところで、分子鎖の末端に極性官能基を有するポリオレフィンのうち、極性官能基、例えば不飽和カルボン酸由来の官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンは、性状が均質であるため相溶化剤、塗装性改良剤などとして優れた性能が期待できる。また、主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリオレフィンは、分子設計の際の原料として特に有用である。しかしながら従来の方法で、ポリオレフィンに不飽和カルボン酸由来の官能基などの極性官能基を導入しようとする場合、ポリマー一分子に対して末端官能基一分子で反応を止めることは困難であった。また、主鎖の末端のみに不飽和カルボン酸由来の官能基を有するポリオレフィンを、重合により直接製造する方法は知られていなかった。
【０００５】
このような状況のもと、本発明者らは鋭意検討した結果、特定の遷移金属錯体を含む触媒の存在下に、オレフィンと無水マレイン酸とを反応させると、主鎖の末端のみに不飽和カルボン酸由来の官能基を有するポリオレフィンが得られることを見出した。また、このような主鎖の末端のみに不飽和カルボン酸由来の官能基を有するポリオレフィンは、相溶化剤、塗装性改良剤などとして優れた性能を有し、分子設計の際の原料として有用であり、かつ分子内に二重結合を有しないため酸素による劣化などの変性を受け難いことを見出して本発明を完成するに至った。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、主鎖の末端のみに無水マレイン酸由来の極性官能基を有するポリエチレンを提供することを目的とするとともに、このようなポリエチレンの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明に係るポリエチレンは、下記式（ｉ）または（ii）
【０００８】
【化６】
【０００９】
（式（ii）中、ＸおよびＹは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数１〜５のアルキル基、水素原子、アルカリ金属またはシリル基を示す。）
で表される極性官能基を、主鎖の末端のみに有することを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る主鎖の末端のみに上記式（ｉ）で表される極性官能基を有するポリエチレンの製造方法は、
（Ａ）下記一般式（iii）で表される遷移金属錯体と、
（Ｂ）有機アルミニウム化合物と
からなる触媒の存在下に、エチレンと無水マレイン酸とを反応させることを特徴としている。
【００１１】
【化７】
【００１２】
（式中、Ｍは、コバルトを示し、Ｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子または炭素原子数１〜５のアルキル基を示し、Ａｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアリール基を示す。）
本発明に係る主鎖の末端のみに上記式（ii）で表される極性官能基を有するポリエチレンの製造方法は、上記式（ｉ）で表される官能基を主鎖の末端のみに有するポリエチレンと、アルコール、アルカリ金属塩およびアルキル化試剤から選ばれる１種の化合物とを反応させることを特徴としている。
【００１３】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係る主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリオレフィンおよびその製造方法について具体的に説明する。
【００１４】
本発明に係るポリオレフィンは、ポリオレフィン構造を基本骨格として有し、その主鎖の末端のみ、好ましくは主鎖の一末端のみに下記式（ｉ）または（ii）で表される極性官能基を有する。
【００１５】
【化８】
【００１６】
上記式（ii）において、ＸおよびＹは、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、炭素原子数１〜５のアルキル基、アルカリ金属またはシリル基を示す。
【００１７】
炭素原子数１〜５のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピルなどが挙げられ、アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウムなどが挙げられ、シリル基としては、メチルシリル、ジメチルシリル、トリメチルシリル、エチルシリル、ジエチルシリル、トリエチルシリル、ジフェニルメチルシリル、トリフェニルシリル、ジメチルフェニルシリル、ジメチル-t-ブチルシリル、ジメチル（ベンダフルオロフエニル）シリルなどが挙げられる。
【００１８】
基本骨格となるポリオレフィン構造は、炭素原子数１〜２０のオレフィンから選ばれるオレフィンから導かれる繰り返し単位から形成されている。
ここで炭素原子数１〜２０のオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンなどの直鎖状または分岐状オレフィン；シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンなどの環状オレフィンなどが挙げられる。
【００１９】
基本骨格となるポリオレフィン構造は、上記オレフィンから導かれる繰り返し単位１種のみから形成されていもよく、２種以上から形成されていてもよい。また、基本骨格となるポリオレフィン構造は、直鎖状であることが好ましいが、分岐を有していてもよい。
【００２０】
本発明では、基本骨格となるポリオレフィン構造は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンランダム共重合体などが好ましい。
本発明に係る極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンは、数平均分子量が、通常１００〜１０万、特に１,０００〜１０,０００の範囲にあることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンは、分子内に二重結合を有しておらず、このため酸素による劣化などの変性を受け難く、熱的に安定である。
【００２２】
製造方法
上記式（ｉ）で表される極性官能基を主鎖の末端のみ、好ましくは主鎖の一末端のみに有するポリオレフィンは、例えば下記遷移金属錯体（Ａ）と、有機アルミニウム化合物（Ｂ）とからなる触媒の存在下に、オレフィンと無水マレイン酸とを共重合させることによって製造することができる。
【００２３】
本発明で用いられる遷移金属錯体（Ａ）としては、下記一般式（iii）で表される化合物が挙げられる。
【００２４】
【化９】
【００２５】
式（iii）中、Ｍは、鉄、コバルト、ルテニウム、ロジウムを示し、コバルトが好ましい。
Ｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、メチル、エチルなどの炭素原子数１〜５、好ましくは１〜３アルキル基、水素原子などを示す。
【００２６】
Ａｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、フェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-イソプロピルフェニル、メシチルなどの置換基を有していてもよいアリール基を示す。
【００２７】
上記一般式（iii）で表される遷移金属錯体として好ましいものとしては、
Ｍがコバルトであり、Ｒがメチルであり、Ａｒがメシチルである化合物、
Ｍがコバルトであり、Ｒがメチルであり、Ａｒがフェニルである化合物、
Ｍがコバルトであり、Ｒが水素原子であり、Ａｒがメシチルである化合物、
Ｍがコバルトであり、Ｒが水素原子であり、Ａｒがフェニルである化合物、
Ｍが鉄であり、Ｒがメチルであり、Ａｒがメシチルである化合物などが挙げられる。
【００２８】
有機アルミニウム化合物（Ｂ）としては、下記一般式（iv）で表される有機アルミニウム化合物、アルミノキサンなどが挙げられる。
Ｒ1 n ＡｌＸ1 3-n …（iv）
式中、Ｒ1 は炭素原子数が１〜１５、好ましくは１〜４の炭化水素基を示し、Ｘ1 はハロゲン原子または水素原子を示し、ｎは１〜３である。
【００２９】
このような炭素原子数が１〜１５の炭化水素基としては、例えばアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基が挙げられ、具体的には、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリルなどが挙げられる。
【００３０】
上記一般式（iv）で表される有機アルミニウム化合物として具体的には、以下のような化合物が挙げられる。
トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム；
一般式 (i-Ｃ4Ｈ9)x Ａｌy (Ｃ5Ｈ10)z
（式中、ｘ、ｙ、ｚは正の数であり、ｚ≧２ｘである。）で表されるイソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニウム；
トリイソプロペニルアルミニウムなどのトリアルケニルアルミニウム；
ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド；
メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド；
メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド；
ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニウムヒドリドなどのジアルキルアルミニウムヒドリド；
エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルアルミニウムジヒドリドなどのアルキルアルミニウムジヒドリドなど。
【００３１】
アルミノキサン（有機アルミニウムオキシ化合物、アルモキサンともいう。）は、従来公知のアルミノキサンであってもよく、またベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
【００３２】
従来公知のアルミノキサンは、具体的には、下記一般式で表される。
【００３３】
【化１０】
【００３４】
（上記一般式において、Ｒはメチル、エチル、プロピル、ブチルなどの炭化水素基であり、好ましくはメチル、エチル、特に好ましくはメチルであり、ｍは２以上、好ましくは５〜４０の整数である。）
ここで、このアルミノキサンは式（ＯＡl（Ｒ1））で表されるアルキルオキシアルミニウム単位および式（ＯＡｌ（Ｒ2））で表されるアルキルオキシアルミニウム単位（ここで、Ｒ1 およびＲ2 はＲと同様の炭化水素基を例示することができ、Ｒ1 およびＲ2 は相異なる基を表わす。）からなる混合アルキルオキシアルミニウム単位から形成されていてもよい。
【００３５】
アルミノキサンとして具体的には、メチルアルミノキサンなどが挙げられる。
有機アルミニウム化合物（Ｂ）としては、アルミノキサンを用いることが好ましい。
【００３６】
重合に用いられるオレフィンとしては、上述したような炭素原子数１〜２０のオレフィンが挙げられ、これらは１種単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。これらのうちエチレン、プロピレンまたはこれらの組み合わせが好ましい。
【００３７】
重合は通常液相で行われ、重合に用いられる不活性炭化水素媒体として具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物などを挙げることができ、オレフィン自身を溶媒として用いることもできる。これらのなかでは、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素が好ましい。
【００３８】
重合反応時の遷移金属錯体（Ａ）の濃度は、重合容積１リットル当たり、遷移金属原子に換算して通常０．０１〜１００ミリモル、好ましくは０．５〜２ミリモルである。有機アルミニウム化合物（Ｂ）の濃度は、重合容積１リットル当たり、アルミ原子に換算して通常０．００１〜１０モル、好ましくは０．０５〜０．２モルである。
【００３９】
重合反応時の無水マレイン酸の濃度は、使用する溶媒に対して通常０．１〜１０重量％、好ましくは０．５〜２重量％である。
重合は、好ましくは−７８〜２５０℃、より好ましくは−３０〜１００℃の温度で行われる。重合圧力は、好ましくは０．５〜６４バール、好ましくは１〜１０バールである。なお、エチレンの重合または共重合の場合には、エチレンガスを重合系に供給することにより上記圧力とすることができる。
【００４０】
重合反応時には、オレフィンと無水マレイン酸とを同時に反応系に添加してもよく、オレフィンの重合が開始した後に無水マレイン酸を重合系に添加してもよい。
【００４１】
上記のような方法で、本発明に係る上記式（ｉ）で表される極性官能基を主鎖の末端のみ、好ましくは主鎖の一末端のみに有するポリオレフィン（末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ））が得られるが、このポリオレフィンは極性官能基を全く含まないポリオレフィン（例えば、末端にビニル基を有するポリオレフィン）との混合物として得られる場合もある。この場合は、化学手法によって極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンと、極性官能基を全く含まないポリオレフィンとを分離すればよい。
【００４２】
上記式（ii）で表される極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンは、例えばアルコール、アルカリ金属塩およびアルキル化試剤から選ばれる１種の化合物と、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とを反応させることにより製造することができる。
【００４３】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）との反応に用いられるアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノールなどの炭素原子数が１〜５、好ましくは１〜３のアルコールが用いられる。これらのアルコールは、１種単独または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４４】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）との反応に用いられるアルカリ金属塩としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムなどが用いられる。これらのアルカリ金属塩は、１種単独または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４５】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）との反応に用いられるアルキル化試剤としては、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、トリメチルシリルジアゾメタンなどが用いられる。これらのアルキル化試剤は、１種単独または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４６】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルコールとの反応は、溶媒中で末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルコールとを撹拌することで行われる。このとき溶媒は、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して、好ましくは１００〜１００００倍、より好ましくは５００〜５０００倍の重量で用いられ、アルコールは、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して、好ましくは１０〜１０００倍、より好ましくは５０〜５００倍の重量で用いられる。反応温度は、好ましくは０〜２００℃、より好ましくは２５〜１００℃である。反応圧力は、好ましくは０．５〜５０バール、より好ましくは１〜１０バールである。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素溶媒が用いられ、また反応に供するアルコールを溶媒としてもよい。末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルコールとを反応させると、上記一般式（ii）においてＸ、Ｙがアルキル基である極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られる。
【００４７】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルカリ金属塩との反応は、溶媒中で末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルカリ金属塩とを撹拌することで行われる。このとき溶媒は、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して好ましくは１００〜１００００倍、より好ましくは５００〜５０００倍の重量で用いられ、アルカリ金属塩は、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して、好ましくは１０〜１０００倍、より好ましくは５０〜５００倍の重量で用いられる。反応温度は、好ましくは０〜２００℃、より好ましくは２５〜１００℃である。反応圧力は、好ましくは０．５〜５０バール、より好ましくは１〜１０バールである。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素溶媒が用いられる。末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルカリ金属塩とを反応させると、上記一般式（ii）においてＸ、Ｙが、アルカリ金属である極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られる。また、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルカリ金属塩とを反応させる際には、溶媒としてメタノール、エタノール、イソプロパノール、tert-ブタノールなどの炭素原子数１〜５のアルコールまたは、これらのアルコールと上記炭化水素溶媒との混合物を用いることができ、この場合、上記一般式（ii）においてＸ、Ｙが、アルカリ金属および／またはアルコールである極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られる。
【００４８】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルキル化試剤との反応は、溶媒中で末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルキル化試剤とを撹拌することで行われる。このとき溶媒は、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して好ましくは１０〜１００００倍、より好ましくは５００〜５０００倍の重量で用いられ、アルキル化試剤は、ポリマー重量に対して、好ましくは１０〜１０００倍、より好ましくは５０〜５００倍の重量で用いられる。反応温度は、好ましくは０〜２００℃、より好ましくは２５〜１００℃である。反応圧力は、好ましくは０．５〜５０バール、より好ましくは１〜１０バールである。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエンなどが用いられる。なお、反応中にアルキル化試剤に対して等モル等量までのアルカリ金属塩を存在させてもよく、アルカリ金属塩を共存させると、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルキル化試剤との反応速度が向上する。末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルキル化試剤とを反応させると、上記一般式（ii）においてＸ、Ｙが、アルキル基である極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られる。
【００４９】
このようにアルコール、アルカリ金属塩、アルキル化試剤などと、ポリオレフィンの主鎖の末端にある上記式（ｉ）で表される極性官能基とを反応させることにより、主鎖の末端のみにエステル、カルボン酸、カルボン酸塩等の極性官能基を有するポリオレフィンが得られる。
【００５０】
上記のような方法で、本発明に係る上記式（ii）で表される極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られるが、このポリオレフィンは極性官能基を全く含まないポリオレフィン（例えば、末端にビニル基を有するポリオレフィン）との混合物として得られる場合もある。この場合は、化学手法によって極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンと、極性官能基を全く含まないポリオレフィンとを分離すればよい。
【００５１】
上記のようにして得られた、主鎖の末端のみに上記式（ｉ）または（ii）で表される極性官能基を有するポリオレフィンの構造は、ＩＲ、1Ｈ−ＮＭＲにより確認することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係る主鎖の末端のみに無水マレイン酸由来の極性官能基を有するポリオレフィンは、ポリマーブレンドの相溶化剤、塗料の塗装性改良剤、ポリオレフィンの塗装性改良剤や接着性改良剤として優れた性能を有し、分子設計の際の原料として有用である。また、このようなポリオレフィンは、容器、フィルムなどの成形材料として用いることができる。
【００５３】
本発明に係る製造方法は、従来の方法では得られなかった主鎖の末端のみに無水マレイン酸由来の官能基を有するポリオレフィンを製造することができる。
【００５４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５５】
【実施例１】
アルゴン置換した１００ｍｌのフラスコに、下記式で表される化合物Ａを２６．４ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、トルエンを５０ｍｌ入れ、系内をさらにエチレンで置換した。上記化合物Ａを含むトルエン溶液をマグネチックスターラーで撹拌し、メチルアルミノキサンのトルエン溶液（１．２１モル／リットル）を５．０ｍｌ加え、続いて無水マレイン酸５００ｍｇを続けて添加した。温度を２５℃に保ったまま、エチレンガス雰囲気下で２４時間反応させた。反応溶液をメタノール１リットルと濃塩酸２ｍｌとの混合液中に注ぎ、生成物を析出させた後、これをろ過し、１００ｍｌのトルエンに１１０℃で完全に溶解させ、再沈殿させる洗浄操作を２回行った後、乾燥させた。得られた生成物（ポリエチレン(1)）の収量は、３７２ｍｇであった。
【００５６】
ポリエチレン(1)の分析はＩＲで行い、無水カルボン酸、エステル、カルボン酸のカルボニルに由来する吸収（１７８３ｃｍ-1、１７４２−１７１９ｃｍ-1）を確認した。図１にポリエチレン(1)のＩＲスペクトルを示す。
【００５７】
【化１１】
【００５８】
【実施例２】
実施例１で得られたポリエチレン(1)全量を５００ｍｌのフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、３００ｍｌのメタノール、塩化水素ガス２ｍｍｏｌとともに二日間室温で撹拌した。溶媒を留去した後、反応器内をアルゴン置換し、トルエン２００ｍｌ、トリメチルシリルジアゾメタン１ｍｍｏｌを加え、４０℃で６時間反応させた。溶媒を留去した後、生成物をメタノール洗浄し、乾燥させた。生成物（ポリエチレン(2)）の収量は３５０ｍｇであった。
【００５９】
ポリエチレン(2)の分析はＩＲ、1Ｈ-ＮＭＲで行った。図２および図３に、ポリエチレン(2)のＩＲスペクトル、1Ｈ-ＮＭＲスペクトルをそれぞれ示し、図４に下記式（vii）で表される標品の1Ｈ-ＮＭＲスペクトルを示す。
【００６０】
図２に示すポリエチレン(2)のＩＲスペクトルでは１７４８ｃｍ-1にエステルのカルボニルに由来する吸収がみられ、その他の無水カルボン酸、カルボン酸、カルボン酸塩のカルボニルに由来する吸収はみられない。図３に示すポリエチレン(2)の 1Ｈ-ＮＭＲスペクトルではケミカルシフト値、ピークの分裂パターンおよび図４に示す標品の 1Ｈ-ＮＭＲスペクトルとの比較によって、ビニル基▲１▼、メチルエステルのメトキシル基▲２▼、エステルα位のメチレン▲３▼、エステルα位のメチン▲４▼、ビニル基α位のメチレン▲５▼、ポリエチレン主鎖のメチレン▲６▼、ポリエチレン末端のメチル▲７▼と判断されるピークが観測され、その積分強度比は▲１▼：▲２▼：▲３▼：▲４▼：▲５▼：▲６▼：▲７▼＝１：０．６３：０．２１：０．１０：０．６７：６４．６：１．３２である。「▲１▼の積分強度」と「▲２▼の積分強度の１／２」の合計が「▲７▼の積分強度」になっていることから、ポリエチレン(2)は下記式（ｖ）、（vi）で表される化合物の混合物（式（ｖ）で表される化合物と、式（vi）で表される化合物とのモル比率は２４：７６）であると判断される。このとき他のピークの強度に関しても矛盾なく説明される。
【００６１】
【化１２】
【００６２】
また、図３から、（メチルエステルのモル数／メチレンの総モル数）が０．００６５であると判断され、このことから、数平均分子量が１０３０であることがわかる。
【００６３】
以上の結果から、実施例１で得られたポリエチレン(1)は、主鎖の一末端のみに上記式（ｉ）で表される極性官能基を有するポリエチレンであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１で得られたポリオレフィンのＩＲスペクトルである。
【図２】 実施例２で得られたポリオレフィンのＩＲスペクトルである。
【図３】 実施例２で得られたポリオレフィンの 1Ｈ-ＮＭＲスペクトルである。
【図４】 標品の1Ｈ-ＮＭＲスペクトルである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリエチレンおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
分子鎖の末端に極性官能基を有するポリオレフィンは、例えばポリマーブレンドの相溶化剤、塗料の塗装性改良剤、ポリオレフィンの塗装性改良剤や接着性改良剤、分子設計の際の原料として有用である。
【０００３】
このような分子鎖の末端に極性官能基を有するポリオレフィンは、例えばポリオレフィンと、不飽和カルボン酸などの官能基構造を有する化合物とを、有機過酸化物などの重合開始剤の存在下に溶融混練する方法などにより製造することができる。しかしながらこのような方法では、官能基の導入量を調整することが難しく、均質な性状を有する変性ポリオレフィンが得にくい。また、得られた変性ポリオレフィンには二重結合構造が残っているため、酸素による劣化などの変性を受けやすい。
【０００４】
ところで、分子鎖の末端に極性官能基を有するポリオレフィンのうち、極性官能基、例えば不飽和カルボン酸由来の官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンは、性状が均質であるため相溶化剤、塗装性改良剤などとして優れた性能が期待できる。また、主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリオレフィンは、分子設計の際の原料として特に有用である。しかしながら従来の方法で、ポリオレフィンに不飽和カルボン酸由来の官能基などの極性官能基を導入しようとする場合、ポリマー一分子に対して末端官能基一分子で反応を止めることは困難であった。また、主鎖の末端のみに不飽和カルボン酸由来の官能基を有するポリオレフィンを、重合により直接製造する方法は知られていなかった。
【０００５】
このような状況のもと、本発明者らは鋭意検討した結果、特定の遷移金属錯体を含む触媒の存在下に、オレフィンと無水マレイン酸とを反応させると、主鎖の末端のみに不飽和カルボン酸由来の官能基を有するポリオレフィンが得られることを見出した。また、このような主鎖の末端のみに不飽和カルボン酸由来の官能基を有するポリオレフィンは、相溶化剤、塗装性改良剤などとして優れた性能を有し、分子設計の際の原料として有用であり、かつ分子内に二重結合を有しないため酸素による劣化などの変性を受け難いことを見出して本発明を完成するに至った。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、主鎖の末端のみに無水マレイン酸由来の極性官能基を有するポリエチレンを提供することを目的とするとともに、このようなポリエチレンの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明に係るポリエチレンは、下記式（ｉ）または（ii）
【０００８】
【化６】
（式（ii）中、ＸおよびＹは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素原子数１〜５のアルキル基、水素原子、アルカリ金属またはシリル基を示す。）
で表される極性官能基を、主鎖の末端のみに有することを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る主鎖の末端のみに上記式（ｉ）で表される極性官能基を有するポリエチレンの製造方法は、
（Ａ）下記一般式（iii）で表される遷移金属錯体と、
（Ｂ）有機アルミニウム化合物と
からなる触媒の存在下に、エチレンと無水マレイン酸とを反応させることを特徴としている。
【００１１】
【化７】
（式中、Ｍは、コバルトを示し、Ｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子または炭素原子数１〜５のアルキル基を示し、Ａｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアリール基を示す。）
本発明に係る主鎖の末端のみに上記式（ii）で表される極性官能基を有するポリエチレンの製造方法は、上記式（ｉ）で表される官能基を主鎖の末端のみに有するポリエチレンと、アルコール、アルカリ金属塩およびアルキル化試剤から選ばれる１種の化合物とを反応させることを特徴としている。
【００１３】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係る主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリオレフィンおよびその製造方法について具体的に説明する。
【００１４】
本発明に係るポリオレフィンは、ポリオレフィン構造を基本骨格として有し、その主鎖の末端のみ、好ましくは主鎖の一末端のみに下記式（ｉ）または（ii）で表される極性官能基を有する。
【００１５】
【化８】
上記式（ii）において、ＸおよびＹは、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、炭素原子数１〜５のアルキル基、アルカリ金属またはシリル基を示す。
【００１７】
炭素原子数１〜５のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピルなどが挙げられ、アルカリ金属としては、ナトリウム、カリウムなどが挙げられ、シリル基としては、メチルシリル、ジメチルシリル、トリメチルシリル、エチルシリル、ジエチルシリル、トリエチルシリル、ジフェニルメチルシリル、トリフェニルシリル、ジメチルフェニルシリル、ジメチル-t-ブチルシリル、ジメチル（ベンダフルオロフエニル）シリルなどが挙げられる。
【００１８】
基本骨格となるポリオレフィン構造は、炭素原子数１〜２０のオレフィンから選ばれるオレフィンから導かれる繰り返し単位から形成されている。
ここで炭素原子数１〜２０のオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンなどの直鎖状または分岐状オレフィン；シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンなどの環状オレフィンなどが挙げられる。
【００１９】
基本骨格となるポリオレフィン構造は、上記オレフィンから導かれる繰り返し単位１種のみから形成されていもよく、２種以上から形成されていてもよい。また、基本骨格となるポリオレフィン構造は、直鎖状であることが好ましいが、分岐を有していてもよい。
【００２０】
本発明では、基本骨格となるポリオレフィン構造は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンランダム共重合体などが好ましい。
本発明に係る極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンは、数平均分子量が、通常１００〜１０万、特に１,０００〜１０,０００の範囲にあることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンは、分子内に二重結合を有しておらず、このため酸素による劣化などの変性を受け難く、熱的に安定である。
【００２２】
製造方法
上記式（ｉ）で表される極性官能基を主鎖の末端のみ、好ましくは主鎖の一末端のみに有するポリオレフィンは、例えば下記遷移金属錯体（Ａ）と、有機アルミニウム化合物（Ｂ）とからなる触媒の存在下に、オレフィンと無水マレイン酸とを共重合させることによって製造することができる。
【００２３】
本発明で用いられる遷移金属錯体（Ａ）としては、下記一般式（iii）で表される化合物が挙げられる。
【００２４】
【化９】
式（iii）中、Ｍは、鉄、コバルト、ルテニウム、ロジウムを示し、コバルトが好ましい。
Ｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、メチル、エチルなどの炭素原子数１〜５、好ましくは１〜３アルキル基、水素原子などを示す。
【００２６】
Ａｒは、互いに同一でも異なっていてもよく、フェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-イソプロピルフェニル、メシチルなどの置換基を有していてもよいアリール基を示す。
【００２７】
上記一般式（iii）で表される遷移金属錯体として好ましいものとしては、
Ｍがコバルトであり、Ｒがメチルであり、Ａｒがメシチルである化合物、
Ｍがコバルトであり、Ｒがメチルであり、Ａｒがフェニルである化合物、
Ｍがコバルトであり、Ｒが水素原子であり、Ａｒがメシチルである化合物、
Ｍがコバルトであり、Ｒが水素原子であり、Ａｒがフェニルである化合物、
Ｍが鉄であり、Ｒがメチルであり、Ａｒがメシチルである化合物などが挙げられる。
【００２８】
有機アルミニウム化合物（Ｂ）としては、下記一般式（iv）で表される有機アルミニウム化合物、アルミノキサンなどが挙げられる。
Ｒ1 n ＡｌＸ1 3-n …（iv）
式中、Ｒ1 は炭素原子数が１〜１５、好ましくは１〜４の炭化水素基を示し、Ｘ1 はハロゲン原子または水素原子を示し、ｎは１〜３である。
【００２９】
このような炭素原子数が１〜１５の炭化水素基としては、例えばアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基が挙げられ、具体的には、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、フェニル、トリルなどが挙げられる。
【００３０】
上記一般式（iv）で表される有機アルミニウム化合物として具体的には、以下のような化合物が挙げられる。
トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム；
一般式 (i-Ｃ4Ｈ9)x Ａｌy (Ｃ5Ｈ10)z
（式中、ｘ、ｙ、ｚは正の数であり、ｚ≧２ｘである。）で表されるイソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニウム；
トリイソプロペニルアルミニウムなどのトリアルケニルアルミニウム；
ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド；
メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド；
メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド；
ジエチルアルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニウムヒドリドなどのジアルキルアルミニウムヒドリド；
エチルアルミニウムジヒドリド、プロピルアルミニウムジヒドリドなどのアルキルアルミニウムジヒドリドなど。
【００３１】
アルミノキサン（有機アルミニウムオキシ化合物、アルモキサンともいう。）は、従来公知のアルミノキサンであってもよく、またベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であってもよい。
【００３２】
従来公知のアルミノキサンは、具体的には、下記一般式で表される。
【００３３】
【化１０】
（上記一般式において、Ｒはメチル、エチル、プロピル、ブチルなどの炭化水素基であり、好ましくはメチル、エチル、特に好ましくはメチルであり、ｍは２以上、好ましくは５〜４０の整数である。）
ここで、このアルミノキサンは式（ＯＡl（Ｒ1））で表されるアルキルオキシアルミニウム単位および式（ＯＡｌ（Ｒ2））で表されるアルキルオキシアルミニウム単位（ここで、Ｒ1 およびＲ2 はＲと同様の炭化水素基を例示することができ、Ｒ1 およびＲ2 は相異なる基を表わす。）からなる混合アルキルオキシアルミニウム単位から形成されていてもよい。
【００３５】
アルミノキサンとして具体的には、メチルアルミノキサンなどが挙げられる。
有機アルミニウム化合物（Ｂ）としては、アルミノキサンを用いることが好ましい。
【００３６】
重合に用いられるオレフィンとしては、上述したような炭素原子数１〜２０のオレフィンが挙げられ、これらは１種単独でまたは２種以上組み合わせて用いることができる。これらのうちエチレン、プロピレンまたはこれらの組み合わせが好ましい。
【００３７】
重合は通常液相で行われ、重合に用いられる不活性炭化水素媒体として具体的には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素；エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物などを挙げることができ、オレフィン自身を溶媒として用いることもできる。これらのなかでは、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素が好ましい。
【００３８】
重合反応時の遷移金属錯体（Ａ）の濃度は、重合容積１リットル当たり、遷移金属原子に換算して通常０．０１〜１００ミリモル、好ましくは０．５〜２ミリモルである。有機アルミニウム化合物（Ｂ）の濃度は、重合容積１リットル当たり、アルミ原子に換算して通常０．００１〜１０モル、好ましくは０．０５〜０．２モルである。
【００３９】
重合反応時の無水マレイン酸の濃度は、使用する溶媒に対して通常０．１〜１０重量％、好ましくは０．５〜２重量％である。
重合は、好ましくは−７８〜２５０℃、より好ましくは−３０〜１００℃の温度で行われる。重合圧力は、好ましくは０．５〜６４バール、好ましくは１〜１０バールである。なお、エチレンの重合または共重合の場合には、エチレンガスを重合系に供給することにより上記圧力とすることができる。
【００４０】
重合反応時には、オレフィンと無水マレイン酸とを同時に反応系に添加してもよく、オレフィンの重合が開始した後に無水マレイン酸を重合系に添加してもよい。
【００４１】
上記のような方法で、本発明に係る上記式（ｉ）で表される極性官能基を主鎖の末端のみ、好ましくは主鎖の一末端のみに有するポリオレフィン（末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ））が得られるが、このポリオレフィンは極性官能基を全く含まないポリオレフィン（例えば、末端にビニル基を有するポリオレフィン）との混合物として得られる場合もある。この場合は、化学手法によって極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンと、極性官能基を全く含まないポリオレフィンとを分離すればよい。
【００４２】
上記式（ii）で表される極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンは、例えばアルコール、アルカリ金属塩およびアルキル化試剤から選ばれる１種の化合物と、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とを反応させることにより製造することができる。
【００４３】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）との反応に用いられるアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノールなどの炭素原子数が１〜５、好ましくは１〜３のアルコールが用いられる。これらのアルコールは、１種単独または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４４】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）との反応に用いられるアルカリ金属塩としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウムなどが用いられる。これらのアルカリ金属塩は、１種単独または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４５】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）との反応に用いられるアルキル化試剤としては、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、トリメチルシリルジアゾメタンなどが用いられる。これらのアルキル化試剤は、１種単独または２種以上組み合わせて用いることができる。
【００４６】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルコールとの反応は、溶媒中で末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルコールとを撹拌することで行われる。このとき溶媒は、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して、好ましくは１００〜１００００倍、より好ましくは５００〜５０００倍の重量で用いられ、アルコールは、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して、好ましくは１０〜１０００倍、より好ましくは５０〜５００倍の重量で用いられる。反応温度は、好ましくは０〜２００℃、より好ましくは２５〜１００℃である。反応圧力は、好ましくは０．５〜５０バール、より好ましくは１〜１０バールである。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素溶媒が用いられ、また反応に供するアルコールを溶媒としてもよい。末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルコールとを反応させると、上記一般式（ii）においてＸ、Ｙがアルキル基である極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られる。
【００４７】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルカリ金属塩との反応は、溶媒中で末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルカリ金属塩とを撹拌することで行われる。このとき溶媒は、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して好ましくは１００〜１００００倍、より好ましくは５００〜５０００倍の重量で用いられ、アルカリ金属塩は、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して、好ましくは１０〜１０００倍、より好ましくは５０〜５００倍の重量で用いられる。反応温度は、好ましくは０〜２００℃、より好ましくは２５〜１００℃である。反応圧力は、好ましくは０．５〜５０バール、より好ましくは１〜１０バールである。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素溶媒が用いられる。末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルカリ金属塩とを反応させると、上記一般式（ii）においてＸ、Ｙが、アルカリ金属である極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られる。また、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルカリ金属塩とを反応させる際には、溶媒としてメタノール、エタノール、イソプロパノール、tert-ブタノールなどの炭素原子数１〜５のアルコールまたは、これらのアルコールと上記炭化水素溶媒との混合物を用いることができ、この場合、上記一般式（ii）においてＸ、Ｙが、アルカリ金属および／またはアルコールである極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られる。
【００４８】
末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルキル化試剤との反応は、溶媒中で末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルキル化試剤とを撹拌することで行われる。このとき溶媒は、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）の重量に対して好ましくは１０〜１００００倍、より好ましくは５００〜５０００倍の重量で用いられ、アルキル化試剤は、ポリマー重量に対して、好ましくは１０〜１０００倍、より好ましくは５０〜５００倍の重量で用いられる。反応温度は、好ましくは０〜２００℃、より好ましくは２５〜１００℃である。反応圧力は、好ましくは０．５〜５０バール、より好ましくは１〜１０バールである。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエンなどが用いられる。なお、反応中にアルキル化試剤に対して等モル等量までのアルカリ金属塩を存在させてもよく、アルカリ金属塩を共存させると、末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルキル化試剤との反応速度が向上する。末端極性官能基ポリオレフィン（ｉ）とアルキル化試剤とを反応させると、上記一般式（ii）においてＸ、Ｙが、アルキル基である極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られる。
【００４９】
このようにアルコール、アルカリ金属塩、アルキル化試剤などと、ポリオレフィンの主鎖の末端にある上記式（ｉ）で表される極性官能基とを反応させることにより、主鎖の末端のみにエステル、カルボン酸、カルボン酸塩等の極性官能基を有するポリオレフィンが得られる。
【００５０】
上記のような方法で、本発明に係る上記式（ii）で表される極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンが得られるが、このポリオレフィンは極性官能基を全く含まないポリオレフィン（例えば、末端にビニル基を有するポリオレフィン）との混合物として得られる場合もある。この場合は、化学手法によって極性官能基を主鎖の末端のみに有するポリオレフィンと、極性官能基を全く含まないポリオレフィンとを分離すればよい。
【００５１】
上記のようにして得られた、主鎖の末端のみに上記式（ｉ）または（ii）で表される極性官能基を有するポリオレフィンの構造は、ＩＲ、1Ｈ−ＮＭＲにより確認することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係る主鎖の末端のみに無水マレイン酸由来の極性官能基を有するポリオレフィンは、ポリマーブレンドの相溶化剤、塗料の塗装性改良剤、ポリオレフィンの塗装性改良剤や接着性改良剤として優れた性能を有し、分子設計の際の原料として有用である。また、このようなポリオレフィンは、容器、フィルムなどの成形材料として用いることができる。
【００５３】
本発明に係る製造方法は、従来の方法では得られなかった主鎖の末端のみに無水マレイン酸由来の官能基を有するポリオレフィンを製造することができる。
【００５４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００５５】
【実施例１】
アルゴン置換した１００ｍｌのフラスコに、下記式で表される化合物Ａを２６．４ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、トルエンを５０ｍｌ入れ、系内をさらにエチレンで置換した。上記化合物Ａを含むトルエン溶液をマグネチックスターラーで撹拌し、メチルアルミノキサンのトルエン溶液（１．２１モル／リットル）を５．０ｍｌ加え、続いて無水マレイン酸５００ｍｇを続けて添加した。温度を２５℃に保ったまま、エチレンガス雰囲気下で２４時間反応させた。反応溶液をメタノール１リットルと濃塩酸２ｍｌとの混合液中に注ぎ、生成物を析出させた後、これをろ過し、１００ｍｌのトルエンに１１０℃で完全に溶解させ、再沈殿させる洗浄操作を２回行った後、乾燥させた。得られた生成物（ポリエチレン(1)）の収量は、３７２ｍｇであった。
【００５６】
ポリエチレン(1)の分析はＩＲで行い、無水カルボン酸、エステル、カルボン酸のカルボニルに由来する吸収（１７８３ｃｍ-1、１７４２−１７１９ｃｍ-1）を確認した。図１にポリエチレン(1)のＩＲスペクトルを示す。
【００５７】
【化１１】
【実施例２】
実施例１で得られたポリエチレン(1)全量を５００ｍｌのフラスコに入れ、アルゴン雰囲気下、３００ｍｌのメタノール、塩化水素ガス２ｍｍｏｌとともに二日間室温で撹拌した。溶媒を留去した後、反応器内をアルゴン置換し、トルエン２００ｍｌ、トリメチルシリルジアゾメタン１ｍｍｏｌを加え、４０℃で６時間反応させた。溶媒を留去した後、生成物をメタノール洗浄し、乾燥させた。生成物（ポリエチレン(2)）の収量は３５０ｍｇであった。
【００５９】
ポリエチレン(2)の分析はＩＲ、1Ｈ-ＮＭＲで行った。図２および図３に、ポリエチレン(2)のＩＲスペクトル、1Ｈ-ＮＭＲスペクトルをそれぞれ示し、図４に下記式（vii）で表される標品の1Ｈ-ＮＭＲスペクトルを示す。
【００６０】
図２に示すポリエチレン(2)のＩＲスペクトルでは１７４８ｃｍ-1にエステルのカルボニルに由来する吸収がみられ、その他の無水カルボン酸、カルボン酸、カルボン酸塩のカルボニルに由来する吸収はみられない。図３に示すポリエチレン(2)の 1Ｈ-ＮＭＲスペクトルではケミカルシフト値、ピークの分裂パターンおよび図４に示す標品の 1Ｈ-ＮＭＲスペクトルとの比較によって、ビニル基▲１▼、メチルエステルのメトキシル基▲２▼、エステルα位のメチレン▲３▼、エステルα位のメチン▲４▼、ビニル基α位のメチレン▲５▼、ポリエチレン主鎖のメチレン▲６▼、ポリエチレン末端のメチル▲７▼と判断されるピークが観測され、その積分強度比は▲１▼：▲２▼：▲３▼：▲４▼：▲５▼：▲６▼：▲７▼＝１：０．６３：０．２１：０．１０：０．６７：６４．６：１．３２である。「▲１▼の積分強度」と「▲２▼の積分強度の１／２」の合計が「▲７▼の積分強度」になっていることから、ポリエチレン(2)は下記式（ｖ）、（vi）で表される化合物の混合物（式（ｖ）で表される化合物と、式（vi）で表される化合物とのモル比率は２４：７６）であると判断される。このとき他のピークの強度に関しても矛盾なく説明される。
【００６１】
【化１２】
また、図３から、（メチルエステルのモル数／メチレンの総モル数）が０．００６５であると判断され、このことから、数平均分子量が１０３０であることがわかる。
【００６３】
以上の結果から、実施例１で得られたポリエチレン(1)は、主鎖の一末端のみに上記式（ｉ）で表される極性官能基を有するポリエチレンであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１で得られたポリオレフィンのＩＲスペクトルである。
【図２】 実施例２で得られたポリオレフィンのＩＲスペクトルである。
【図３】 実施例２で得られたポリオレフィンの 1Ｈ-ＮＭＲスペクトルである。
【図４】 標品の1Ｈ-ＮＭＲスペクトルである。
Claims (4)
- 下記式（ｉ）
- 下記一般式（ii）
で表される極性官能基を、主鎖の末端のみに有することを特徴とするポリエチレン。 - （Ａ）下記一般式（iii）で表される遷移金属錯体と、
（Ｂ）有機アルミニウム化合物と
からなる触媒の存在下に、エチレンと無水マレイン酸とを反応させて請求項１に記載のポリエチレンを製造することを特徴とする主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリエチレンの製造方法；
- 下記式（ｉ）
アルコール、アルカリ金属塩およびアルキル化試剤から選ばれる１種の化合物と
を反応させて、
下記一般式（ii）
で表される極性官能基を、主鎖の末端のみに有するポリエチレンを製造することを特徴とする主鎖の末端のみに極性官能基を有するポリエチレンの製造方法。
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