JP6698088B2 - 第1のポリオレフィンブロック及び第2のポリマーブロックを含むブロック共重合体の調製方法並びにそれから得られる生成物 - Google Patents
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Description
A)触媒系を使用して少なくとも1種類のオレフィンモノマーを重合して、少なくとも1つの鎖末端上に典型金属(main group metal)を含む第1のポリオレフィンブロックを得る工程であって;該触媒系が、
i)元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族に由来する金属を含む、金属触媒又は金属触媒前駆体と、
ii)少なくとも1種類の連鎖移動剤と、
iii)必要に応じて共触媒と
を含む、工程;
B)工程A)で得られた少なくとも1つの鎖末端上に典型金属を含む第1のポリオレフィンブロックを、少なくとも1種類の酸化剤と反応させ、その後に、少なくとも1種類の金属置換剤と反応させて、少なくとも1つの酸化鎖末端を含む第1のポリオレフィンブロックを得る工程;及び
C)第1のポリオレフィンブロック上に少なくとも1つの第2のポリマーブロックを形成する工程であって、開始剤として、工程B)で得られた第1のポリオレフィンブロックの酸化鎖末端を用いて、ブロック共重合体を得る、工程
を含む。
以下の定義は、記載される主題を明確にするために、本明細書及び特許請求の範囲において用いられる。以下に挙げられていない他の用語もまた、概ね、当技術分野で受け入れられた意味を有することが意図されている。
*第1族:リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、及びカリウム(K)
*第2族:ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、及びカルシウム(Ca)
*第13族:ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、及びインジウム(In)
*第14族:ゲルマニウム(Ge)、及びスズ(Sn)
*第15族:アンチモン(Sb)、及びビスマス(Bi)
を意味し、
典型金属はまた、本発明の文脈では、元素のIUPAC周期表の亜鉛(Zn)も含む。
本発明に従った方法における第1の工程は、反応性の求電子的金属末端基を有するポリオレフィンの調製である。重合反応の間に、連鎖移動剤、より正確には典型金属ヒドロカルビル又は典型金属ヒドリド連鎖移動剤(1つ以上のヒドロカルビル基及び/又はヒドリド基を有する典型金属原子である)が用いられる。よって、工程A)で得られる生成物は、その末端のうちの少なくとも一端が典型金属で官能化されている第1のポリオレフィンブロックである。
適切なモノマーの例としては、直鎖又は分岐したα−オレフィンが挙げられる。該オレフィンは、好ましくは、2〜30個の炭素原子、さらに好ましくは、2〜20個の炭素原子を有する。オレフィンの例の非限定的なリストは上記提供の通りである。好ましくは、以下のうちの1つ以上が用いられる:エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン、エチリデン−ノルボルネン、及びビニリデン−ノルボルネン、並びにそれらの1つ以上の組合せ。加えて、一方はエチレン及び/又はプロピレン、他方は1つ以上の他のオレフィンの組合せもまた可能である。例えば1つ以上のハロゲンで置換されたなど、上述のモノマーの置換類似体もまた使用して差し支えない。芳香族モノマーもまた、本発明に従って使用することができる。LLDPE−ブロックに到達するように、エチレンとα−オレフィンとの組合せなど、2つ以上のオレフィンの組合せを使用することも可能である。
先行技術から、幾つかの異なる連鎖移動剤を使用する連鎖移動反応が知られている。
Rp−qM(p)Xq
ここで、Mは典型金属であり、Rは、ヒドリド又はヒドロカルビル基であり、pは金属の酸化状態であり、Xは、ヘテロ原子又はヘテロ原子結合配位子であり、qは、0〜p−1の整数である。少なくとも1つのヒドロカルビル又はヒドリド基が存在しなければならない。好ましくは少なくとも1つのR基はアルキルである。
工程A)で使用するための触媒系は、以下の成分を含む:
i)元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族に由来する金属を含む、金属触媒又は金属触媒前駆体と、
ii)少なくとも1種類の連鎖移動剤と、
iii)必要に応じて共触媒。
工程A)で使用するための触媒系は、以下の成分を含む:
i)元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族に由来する金属を含む、金属触媒又は金属触媒前駆体と、
ii)必要に応じて共触媒と、
iii)必要に応じて捕捉剤。
以下のセクションにおいて、本発明に従った金属触媒又は、該金属触媒の調製に使用されうる金属触媒前駆体の幾つかの例が特定される。本発明の工程A)での使用に適した金属触媒は、工程A)での使用前に金属触媒前駆体を共触媒と反応させることによって、又は、共触媒とのインサイチュ反応によって、得られうる。
共触媒は、金属触媒前駆体が適用される場合に用いられうる。この共触媒の機能は、金属触媒前駆体を活性化することである。共触媒は、例として、例えばトリイソブチルアルミニウムなどのアルミニウムアルキルと組み合わせる可能性がある、例えば、MAO、DMAO、MMAO、SMAOからなる群より選択することができ、及び/又は、例えばトリイソブチルアルミニウムなどのアルミニウムアルキルと、フッ化アリールボラン又はフッ化アリールボラート(すなわち、B(R’)y、ここで、それぞれ、R’はフッ化アリールであり、yは3又は4である)との組合せなどであってもよい。フッ化ボランの例はB(C6F5)3であり、フッ化ボラートの例は、[X]+[B(C6F5)4]−(例えばX=Ph3C、C6H5N(H)Me2)である。
捕捉剤は、重合リアクタ内、及び/又は、供給される溶媒及び/又はモノマー内に存在する不純物と反応させるために、必要に応じて触媒系に加えられうる。この捕捉剤は、オレフィン重合プロセスの間の触媒の被毒を防止する。捕捉剤は、共触媒と同一であって差し支えないが、アルミニウムヒドロカルビル(例えば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、トリメチルアルミニウム、MAO、MMAO、SMAO)、亜鉛ヒドロカルビル(例えばジエチル亜鉛)又はマグネシウムヒドロカルビル(例えばジブチルマグネシウム)からなる群より独立して選択されてもよい。
工程A)は、好ましくは不活性雰囲気で行われる。
本発明に従った方法の第2の工程である工程B)は2つのサブ工程に関し、最初に、酸化剤を使用して工程A)で得られた生成物を酸化する。典型金属官能化された第1のポリオレフィンブロックは、工程B)において、典型金属官能化された酸化型の第1のポリオレフィンブロックへと酸化される。第2のサブ工程は、典型金属官能化された酸化型の第1のポリオレフィンブロックを、酸化型の第1のポリオレフィンブロックへと金属置換することを包含する。
上述のように、第2のポリマーブロックは、工程C)の間に形成される。それは、ROPを介して成長してもよく、あるいは、エステル交換反応を介して付加されてもよい。
本発明の方法の工程C)の間に、環状モノマーのROPによって第2のブロックが形成されうる。官能化された第1のポリオレフィンブロックの官能化された鎖末端(一方又は両方)は、開始剤として作用し、ここで、さらなる環状モノマーがそれらの環系を開環することによって反応可能であり、より長いポリマー鎖を形成する。
工程C)の間に、第1のポリマーブロックの少なくとも1つの鎖末端に第2のポリマーブロックを付加するために、エステル交換反応が行われうる。
本発明は、ブロック共重合体の調製のための3段階プロセスに関する。
本発明の利点は、調整された特性を有する多種多様なブロック共重合体の生成を可能にする方法の多用途性である。
300mLの反応容積を有するステンレス鋼撹拌リアクタ内で重合を行った。リアクタを40℃の一定温度に保った。トルエン(70mL)及びMAO溶液(5mLの30%トルエン中溶液、Al/Zr≒1000)を加え、50rpmで30分間、攪拌した。TIBA(4mLの1.0Mヘキサン中溶液、Al/Zr≒200当量)及びDEZ(1.0mLの1.0Mヘキサン中溶液、Al/Zr≒50当量)を加え、10分間、攪拌した。溶液を、所定の圧力 のエチレン又はプロピレンのいずれかのオレフィンで飽和させた。グローブボックス内において、触媒をトルエン(3mL)中に溶解させ、リアクタ内に移した。次に、リアクタを、オレフィンの所望の圧力(0.2MPa(2バール))まで加圧し、その圧力を所定の時間、維持した(15分間、工程A))。重合の終了時に、オレフィン供給を停止し、残留オレフィン圧力を解放後、ガス注入管を通して空気を注入し、懸濁液を、強攪拌(600rpm、工程B)しながら0.3MPa(3バール)の一定の酸素圧下、60℃で2時間、維持した。酸化工程の終了時に、ポリマーを酸性メタノール(工程B)で金属置換剤として用いられる)中でクエンチ処理し、ヒドロキシル−官能化された第1のポリオレフィンブロック(PE又はiPPのいずれか)を得て、それを次に濾過し、メタノールで洗浄し、真空下で一晩、60℃で乾燥させた。
HDPE−b−PCL共重合体の合成についての典型的な手順:ガラス製のクリンプキャップバイアルに、トルエン(1.5mL)、ε−カプロラクトン(CL、0.513g、4.5mmol)、ヒドロキシル末端キャップ化HDPE(13mg、8.7μmol)及び触媒1(3.0mg、8.7μmol)を入れた。すべての操作をグローブボックス内で行った。次に、混合物をグローブボックスから取り出し、油浴中、100℃で5時間、攪拌した。反応の進行を、設定された時間間隔でアリコートを採取することにより、1H NMR分光法によって追跡した。合成された共重合体を室温まで冷却し、酸性メタノールを使用してクエンチ処理し、単離し、かつ、真空下、室温で18時間、乾燥させた。表2のエントリHDPE−PCL1は、反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
触媒2を1の代わりに使用したという点が異なる以外は、実施例1と同一の手順を用いた。表2のエントリHDPE−PCL2〜HDPE−PCL6は、触媒2を用いた本実施例の幾つかの反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
1を、ROPの前に、100℃で24時間、ヒドロキシル末端キャップ化HDPEと予混合したという点が異なる以外は、実施例1と同一の手順を用いた。表2のエントリHDPE−PCL7は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
2を、ROPの前に、100℃で24時間、ヒドロキシル末端キャップ化HDPEと予混合したという点が異なる以外は、実施例2と同一の手順を用いた。表2のエントリHDPE−PCL8〜HDPE−PCL9は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
HDPE−b−PPDL共重合体の合成についての典型的な手順:ガラス製のクリンプキャップバイアルに、トルエン(1.5mL)、ペンタデカラクトン(PDL、1g、4.5mmol)、ヒドロキシル末端キャップ化HDPE(13mg、8.7μmol)及び触媒1(3.0mg、8.7μmol)を入れた。すべての操作をグローブボックス内で行った。次に、混合物をグローブボックスから取り出し、油浴中、100℃で攪拌した。反応の進行を、設定された時間間隔でアリコートを採取することにより、1H NMR分光法によって追跡した。合成された共重合体を室温まで冷却し、酸性メタノールを使用してクエンチ処理し、単離し、かつ、真空下、室温で18時間、乾燥させた。表2のエントリHDPE−PPDL1及びHDPE−PPDL2は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びPDL変換を指定する。
iPP−b−PCL共重合体の合成についての典型的な手順:ガラス製のクリンプキャップバイアルに、トルエン(1.5mL)、CL(0.513g、4.5mmol)、ヒドロキシル末端キャップ化iPP(17.4mg、8.7μmol)及び触媒1(3.0mg、8.7μmol)を入れた。すべての操作をグローブボックス内で行った。次に、混合物をグローブボックスから取り出し、油浴中、100℃で攪拌した。反応の進行を、設定された時間間隔でアリコートを採取することにより、1H NMR分光法によって追跡した。合成された共重合体を室温まで冷却し、酸性メタノールを使用してクエンチ処理し、単離し、かつ、真空下、室温で18時間、乾燥させた。表3のエントリiPP−PCL1〜iPP−PCL6は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
触媒2を1の代わりに使用したという点が異なる以外は、実施例6と同一の手順を用いた。表3のエントリiPP−PCL7〜iPP−PCL12は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
1を、ROPの前に、100℃で24時間、ヒドロキシル末端キャップ化iPPと予混合したという点が異なる以外は、実施例6と同一の手順を用いた。表3のエントリiPP−PCL13〜iPP−PCL18は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
2を、ROPの前に、100℃で24時間、ヒドロキシル末端キャップ化iPPと予混合したという点が異なる以外は、実施例7と同一の手順を用いた。表3のエントリiPP−PCL19〜iPP−PCL24は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
触媒3を1の代わりに使用したという点が異なる以外は、実施例6と同一の手順を用いた。表3のエントリiPP−PCL25は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びCL変換を指定する。
iPP−b−PPDL共重合体の合成についての典型的な手順:ガラス製のクリンプキャップバイアルに、トルエン(1.5mL)、PDL(1.08g、4.5mmol)、ヒドロキシル末端キャップ化iPP(17.4mg、8.7μmol)及び触媒2(3.05mg、8.7μmol)を入れた。すべての操作をグローブボックス内で行った。次に、混合物をグローブボックスから取り出し、油浴中、100℃で攪拌した。反応の進行を、設定された時間間隔でアリコートを採取することにより、1H NMR分光法によって追跡した。合成された共重合体を室温まで冷却し、酸性メタノールを使用してクエンチ処理し、単離し、かつ、真空下、室温で18時間、乾燥させた。表4のエントリiPP−PPDL1〜iPP−PPDL9は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びPDL変換を指定する。
2を、ROPの前に、100℃で24時間、ヒドロキシル末端キャップ化iPPと予混合したという点が異なる以外は、実施例11と同一の手順を用いた。表4のエントリiPP−PPDL10〜iPP−PPDL15は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びPDL変換を指定する。
触媒1を2の代わりに使用し、1を、100℃で24時間、ヒドロキシル末端キャップ化iPPと予混合したという点が異なる以外は、実施例11と同一の手順を用いた。表4のエントリiPP−PPDL16〜iPP−PPDL20は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びPDL変換を指定する。
iPP−b−PBA共重合体の合成についての典型的な手順:ガラス製のクリンプキャップバイアルに、トルエン(1.5mL)、環状ブチレンアジペート(BA)(0.9g、4.5mmol)、ヒドロキシル末端キャップ化iPP(17.4mg、8.7μmol)及び触媒2(およそ3.05mg、8.7μmol)を入れた。すべての操作をグローブボックス内で行った。次に、混合物をグローブボックスから取り出し、油浴中、100℃で攪拌した。反応の進行を、設定された時間間隔でアリコートを採取することにより、1H NMR分光法によって追跡した。合成された共重合体を室温まで冷却し、酸性メタノールを使用してクエンチ処理し、単離し、かつ、真空下、室温で18時間、乾燥させた。表5のエントリiPP−PBA1〜iPP−PBA6は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びBA変換を指定する。
BAを、CLとともに、モル比1:1で用いたという点が異なる以外は、実施例15と同一の手順を用いた。表5のエントリiPP−ポリ(BA−CL)1〜iPP−ポリ(BA−CL)6は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びモノマーの変換を指定する。
iPP−b−PBS共重合体の合成についての典型的な手順:ガラス製のクリンプキャップバイアルに、トルエン(1.5mL)、環状ブチレンアジペート(BS)(0.77g、4.5mmol)、ヒドロキシル末端キャップ化iPP(17.4mg、8.7μmol)及び触媒2(およそ3.05mg、8.7μmol)を入れた。すべての操作をグローブボックス内で行った。次に、混合物をグローブボックスから取り出し、油浴中、100℃で攪拌した。反応の進行を、設定された時間間隔でアリコートを採取することにより、1H NMR分光法によって追跡した。合成された共重合体を室温まで冷却し、酸性メタノールを使用してクエンチ処理し、単離し、かつ、真空下、室温で18時間、乾燥させた。表6のエントリiPP−PBS1〜iPP−PBS4は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びBS変換を指定する。
BSを、CLとともに、モル比1:1で用いたという点が異なる以外は、実施例17と同一の手順を用いた。表6のエントリiPP−ポリ(BS−CL)1〜iPP−ポリ(BS−CL)4は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びモノマーの変換を指定する。
iPP−b−PEB共重合体の合成についての典型的な手順:ガラス製のクリンプキャップバイアルに、トルエン(1.5mL)、環状エチレンブラシラート(EB)(1.21g、4.5mmol)、ヒドロキシル末端キャップ化iPP(17.4mg、8.7μmol)及び触媒2(およそ3.05mg、8.7μmol)を入れた。すべての操作をグローブボックス内で行った。次に、混合物をグローブボックスから取り出し、油浴中、100℃で攪拌した。反応の進行を、設定された時間間隔でアリコートを採取することにより、1H NMR分光法によって追跡した。合成された共重合体を室温まで冷却し、酸性メタノールを使用してクエンチ処理し、単離し、かつ、真空下、室温で18時間、乾燥させた。表7のエントリiPP−PEB1〜iPP−PEB4は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びEB変換を指定する。
iPP−b−PBT共重合体の合成についての典型的な手順:ガラス製のクリンプキャップバイアルに、トルエン(1.5mL)、環状ブチレンテレフタレート(BT)(0.99g、4.5mmol)、ヒドロキシル末端キャップ化iPP(17.4mg、8.7μmol)及び触媒2(およそ3.05mg、8.7μmol)を入れた。すべての操作をグローブボックス内で行った。次に、混合物をグローブボックスから取り出し、油浴中、100℃又は80℃で攪拌した。反応の進行を、設定された時間間隔でアリコートを採取することにより、1H NMR分光法によって追跡した。合成された共重合体を室温まで冷却し、酸性メタノールを使用してクエンチ処理し、単離し、かつ、真空下、室温で18時間、乾燥させた。表8のエントリiPP−PBT1〜iPP−PBT4は、本実施例についての反応条件、分子量(Mn及びMw)、D及びBT変換を指定する。
1H NMR解析(1H−NMR)を、重水素化テトラクロロエテン(TCE−d2)を溶媒として使用して80〜110℃で行い、400MHzの周波数で動作する、Varian Mercury分光計の5mmチューブに記録した。化学シフトは、テトラメチルシランに対してppm単位で報告され、残留溶媒を参照して決定された。
他の実施形態
1.第1の種類のポリオレフィンブロックと、少なくとも1種類の第2のポリマーブロックとを含むブロック共重合体の調製方法において、
A)触媒系を使用して少なくとも1種類のオレフィンモノマーを重合し、少なくとも1つの鎖末端上に典型金属を含む第1のポリオレフィンブロックを得る工程であって、該触媒系が、
i)元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族に由来する金属を含む、金属触媒又は金属触媒前駆体と、
ii)少なくとも1種類の連鎖移動剤と、
iii)必要に応じて共触媒と
を含む、工程;
B)工程A)で得られた少なくとも1つの鎖末端上に典型金属を含む前記第1のポリオレフィンブロックを、少なくとも1種類の酸化剤と反応させ、その後に、少なくとも1種類の金属置換剤と反応させて、少なくとも1つの官能化された鎖末端を含む第1のポリオレフィンブロックを得る工程;及び
C)前記第1のポリオレフィンブロック上に少なくとも1つの第2のポリマーブロックを形成する工程であって、前記ブロック共重合体を得るために、開始剤として、工程B)で得られた前記第1のポリオレフィンブロックの前記官能化された鎖末端が用いられ、かつ、前記第1のポリマーブロックの少なくとも1つの鎖末端に第2のポリマーブロックを付加するために、エステル交換反応が行われる、工程
を含む、方法。
2.ブロック共重合体を得る工程C)が、少なくとも1種類の環状モノマーを使用するROPによって行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
3.ブロック共重合体を得る工程C)が、少なくとも1種類の第2のポリマーのカルボニル基含有官能基において、少なくとも1つのエステル交換反応によって行われるか、あるいは、ブロック共重合体を得る工程C)が、少なくとも1つのカルボン酸エステル又は炭酸エステル官能基を含む少なくとも1種類の第2のポリマーのエステル交換反応によって行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
4.ブロック共重合体を得る工程C)が、少なくとも1種類の環状モノマーを使用するROPと、少なくとも1種類の第2のポリマーのカルボニル基含有官能基における少なくとも1つのエステル交換反応との組合せによって行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
5.工程C)の間に、前記ROP又はエステル交換反応のための触媒が用いられることを特徴とする、請求項2から4のいずれか一項に記載の方法。
6.工程A)で用いられる前記金属触媒又は金属触媒前駆体が、元素のIUPAC周期表の第3族〜第8族、好ましくは第3族〜第6族、さらに好ましくは第3族〜第4族に由来する金属を含むか、及び/又は、工程A)で用いられる前記金属触媒又は金属触媒前駆体が、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Fe、Co、Ni、Pdからなる群より選択される金属、好ましくはTi、Zr又はHfを含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
7.前記共触媒が、MAO、DMAO、MMAO、SMAO、フッ化アリールボラン、又はフッ化アリールボラートからなる群より選択されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
8.工程A)で用いられる前記少なくとも1つのオレフィンモノマーが、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン、エチリデン−ノルボルネン、及びビニリデン−ノルボルネン、並びにそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
9.工程C)におけるROPの間に用いられる前記環状モノマーが、ラクトン、ラクチド、環状オリゴエステル(例えばジ−エステル、トリ−エステル、テトラ−エステル、ペンタ−エステル又はより高次のオリゴエステル)、エポキシド、アジリジン、エポキシド及び/又はアジリジンとCO 2 との組合せ、環状無水物、エポキシド及び/又はアジリジンと環状無水物との組合せ、エポキシド及び/又はアジリジンとCO 2 と環状無水物との組合せ、環状N−カルボキシ無水物、環状カーボネート、ラクタム及びそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択される極性モノマーであることを特徴とする、請求項2、4及び5から8のいずれか一項に記載の方法。
10.工程C)におけるROPの間に用いられる前記環状モノマーが、その環内にカルボニル基含有官能基と少なくとも10個の連続した炭素原子とを含む環状モノマーであり、好ましくは、環状エステル、環状カーボネート、環状アミド、環状ウレタン及び環状尿素、又はそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択されることを特徴とする、請求項2、4及び5から8のいずれか一項に記載の方法。
11.少なくともカルボン酸又は炭酸エステル官能基若しくはカルボニル基含有官能基を含む、前記第2のポリマーブロックが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、ランダム又はブロックポリ(カーボネート−エステル)、ポリ(カーボネート−エーテル)、ポリ(エステル−エーテル)、ポリ(カーボネート−エーテル−エステル)、ポリ(エステル−アミド)、ポリ(エステル−エーテル−アミド)、ポリ(カーボネート−アミド)、ポリ(カーボネート−エーテル−アミド)、ポリ(エステル−ウレタン)、ポリ(エステル−エーテル−ウレタン)、ポリ(カーボネート−ウレタン)、ポリ(カーボネート−エーテル−ウレタン)、ポリ(エステル−尿素)、ポリ(エステル−エーテル−尿素)、ポリ(カーボネート−尿素)、ポリ(カーボネート−エーテル−尿素)、ポリ(エーテル−アミド)、ポリ(アミド−ウレタン)、ポリ(アミド−尿素)、ポリ(ウレタン−尿素)からなる群より選択されることを特徴とする、請求項3から8のいずれか一項に記載の方法。
12.前記連鎖移動剤が、典型金属ヒドロカルビル又は典型金属ヒドリドであり、好ましくは、ヒドロカルビルアルミニウム、ヒドロカルビルマグネシウム、ヒドロカルビル亜鉛、ヒドロカルビルガリウム、ヒドロカルビルホウ素、ヒドロカルビルカルシウム、アルミニウムヒドリド、マグネシウムヒドリド、亜鉛ヒドリド、ガリウムヒドリド、ホウ素ヒドリド、カルシウムヒドリド及びそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
13.前記連鎖移動剤が、トリアルキルホウ素、ジアルキルホウ素ハライド、ジアルキルホウ素ヒドリド、ジアリールホウ素ヒドリド、ジアルキルホウ素アルコキシド、ジアルキルホウ素アリールオキシド、ジアルキルホウ素アミド、ジアルキルホウ素チオラート、ジアルキルホウ素カルボキシレート、ジアルキルホウ素ホスフィド、ジアルキルホウ素メルカプタナート、ジアルキルホウ素シロキシド、ジアルキルホウ素スタンナート、アルキルホウ素ジアルコキシド、アルキルホウ素ジアリールオキシド、アルキルホウ素ジカルボキシレート、アルキルホウ素ジホスフィド、アルキルホウ素ジメルカプタナート、アルキルホウ素ジシロキシド、アルキルホウ素ジスタンナート、ホウ素ヒドリドジアルコキシド、ホウ素ヒドリドジアリールオキシド、ホウ素ヒドリドジアミド、ホウ素ヒドリドジカルボキシレート、ホウ素ヒドリドジホスフィド、ホウ素ヒドリドジメルカプタナート、ホウ素ヒドリドジシロキシド、ホウ素ヒドリドジスタンナート、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライド、ジアルキルアルミニウムヒドリド、ジアルキルアルミニウムアルコキシド、ジアルキルアルミニウムアリールオキシド、ジアルキルアルミニウムアミド、ジアルキルアルミニウムチオラート、ジアルキルアルミニウムカルボキシレート、ジアルキルアルミニウムホスフィド、ジアルキルアルミニウムメルカプタナート、ジアルキルアルミニウムシロキシド、ジアルキルアルミニウムスタンナート、アルキルアルミニウムジアルコキシド、アルキルアルミニウムジアリールオキシド、アルキルアルミニウムジカルボキシレート、アルキルアルミニウムジホスフィド、アルキルアルミニウムジメルカプタナート、アルキルアルミニウムジシロキシド、アルキルアルミニウムジスタンナート、アルミニウムヒドリドジアルコキシド、アルミニウムヒドリドジアリールオキシド、アルミニウムヒドリドジアミド、アルミニウムヒドリドジカルボキシレート、アルミニウムヒドリドジホスフィド、アルミニウムヒドリドジメルカプタナート、アルミニウムヒドリドジシロキシド、アルミニウムヒドリドジスタンナート、トリアルキルガリウム、ジアルキルガリウムハライド、ジアルキルガリウムヒドリド、ジアルキルガリウムアルコキシド、ジアルキルガリウムアリールオキシド、ジアルキルガリウムアミド、ジアルキルガリウムチオラート、ジアルキルガリウムカルボキシレート、ジアルキルガリウムホスフィド、ジアルキルガリウムメルカプタナート、ジアルキルガリウムシロキシド、ジアルキルガリウムスタンナート、ジアルキルマグネシウム、ジアリールマグネシウム、アルキルマグネシウムハライド、アルキルマグネシウムヒドリド、アルキルマグネシウムアルコキシド、アルキルマグネシウムアリールオキシド、アルキルマグネシウムアミド、アルキルマグネシウムチオラート、アルキルマグネシウムカルボキシレート、アルキルマグネシウムホスフィド、アルキルマグネシウムメルカプタナート、アルキルマグネシウムシロキシド、アルキルマグネシウムスタンナート、ジアルキルカルシウム、アルキルカルシウムハライド、アルキルカルシウムヒドリド、アルキルカルシウムアルコキシド、アルキルカルシウムアリールオキシド、アルキルカルシウムアミド、アルキルカルシウムチオラート、アルキルカルシウムカルボキシレート、アルキルカルシウムホスフィド、アルキルカルシウムメルカプタナート、アルキルカルシウムシロキシド、アルキルカルシウムスタンナート、ジアルキル亜鉛、アルキル亜鉛ハライド、アルキル亜鉛ヒドリド、アルキル亜鉛アルコキシド、アルキル亜鉛アリールオキシド、アルキル亜鉛アミド、アルキル亜鉛チオラート、アルキル亜鉛カルボキシレート、アルキル亜鉛ホスフィド、アルキル亜鉛メルカプタナート、アルキル亜鉛シロキシド、アルキル亜鉛スタンナート、及びそれらの1つ以上の組合せから、好ましくは、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム(TEA)、トリ(i−ブチル)アルミニウム、ジ(イソブチル)アルミニウムヒドリド、ジ(n−ブチル)マグネシウム、n−ブチル(エチル)マグネシウム、ベンジルカルシウム2,6−ジ(t−ブチル)−4−メチル−フェノキシド、ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛、トリメチルガリウム、又はトリエチルホウ素、9−ボラビシクロ(3.3.1)ノナン、カテコールボラン、及びジボラン、並びにそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
14.工程B)における前記少なくとも1つの酸化剤が、O 2 、CO、O 3 、CO 2 、CS 2 、COS、R 2 NCO、R 2 NCS、R 2 NCNR 1 、CH 2 =C(R 2 )C(=O)OR 3 、CH 2 =C(R 2 )(C=O)N(R 3 )R 4 、CH 2 =C(R 2 )P(=O)(OR 3 )OR 4 、N 2 O、R 2 CN、R 2 NC、エポキシド、アジリジン、環状無水物、R 3 R 4 C=NR 2 、SO 3 、及びR 2 C(=O)R 3 、又はNH 3 とNaClOの組合せ、又はH 2 O 2 とNaOHの組合せからなる群、好ましくは、O 2 、O 3 、N 2 O、エポキシド、アジリジン、CH 2 =C(R 2 )C(=O)OR 3 、CH 2 =C(R 2 )(C=O)N(R 3 )R 4 、CH 2 =C(R 2 )P(=O)(OR 3 )OR 4 、R 2 C(=O)R 3 、R 3 R 4 C=NR 2 、NH 3 とNaClOの組合せ、又はH 2 O 2 とNaOHの組合せからなる群より選択され、式中、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 及びR 6 は、各々、水素、若しくは、SiR 7 3 、SnR 7 3 又はC1〜C16ヒドロカルビルから独立して選択され、好ましくは、水素又はC1〜C16ヒドロカルビルから選択され、ここで、各R 7 は、ヒドリド、ハライド又はC1〜C16ヒドロカルビルから独立して選択されることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
15.請求項1から14のいずれか一項に記載の方法によって得られた又は得ることができる、ブロック共重合体。
Claims (14)
- 第1の種類のポリオレフィンブロックと、少なくとも1種類の第2のポリマーブロックとを含むブロック共重合体の調製方法において、
A)触媒系を使用して少なくとも1種類のオレフィンモノマーを重合して、少なくとも1つの鎖末端に典型金属を含む第1のポリオレフィンブロックを得る工程であって、前記触媒系が、
i)元素のIUPAC周期表の第3族〜第10族に由来する金属を含む、金属触媒又は金属触媒前駆体と、
ii)少なくとも1種類の連鎖移動剤と、
iii)任意選択で共触媒と
を含む、工程;
B)工程A)で得られた少なくとも1つの鎖末端に典型金属を含む前記第1のポリオレフィンブロックを、少なくとも1種類の酸化剤と反応させ、その後に少なくとも1種類の金属置換剤と反応させて、少なくとも1つの官能化された鎖末端を含む第1のポリオレフィンブロックを得る工程;及び
C)前記第1のポリオレフィンブロック上に少なくとも1つの第2のポリマーブロックを形成してブロック共重合体を得る工程であって、前記ブロック共重合体を得るために、工程B)で得られた前記第1のポリオレフィンブロックの前記官能化された鎖末端が開始剤として用いられ、かつ前記第1のポリマーブロックの少なくとも1つの鎖末端に第2のポリマーブロックを付加するためにエステル交換反応が行われる、工程
を含む方法。 - ブロック共重合体を得る工程C)が、少なくとも1種類の環状モノマーを使用するROPによって行われる、請求項1に記載の方法。
- ブロック共重合体を得る工程C)が、少なくとも1種類の第2のポリマーのカルボニル基含有官能基における少なくとも1つのエステル交換反応によって行われるか、あるいは、ブロック共重合体を得る工程C)が、少なくとも1つのカルボン酸エステル又は炭酸エステル官能基を含む少なくとも1種類の第2のポリマーのエステル交換反応によって行われる、請求項1に記載の方法。
- ブロック共重合体を得る工程C)が、少なくとも1種類の環状モノマーを使用するROPと、少なくとも1種類の第2のポリマーのカルボニル基含有官能基における少なくとも1つのエステル交換反応との組合せによって行われる、請求項1に記載の方法。
- 工程C)の間に、前記ROP又はエステル交換反応のための触媒が用いられる、請求項2から4のいずれか一項に記載の方法。
- 工程A)で用いられる前記金属触媒又は金属触媒前駆体が、元素のIUPAC周期表の第3族〜第8族に由来する金属を含む、及び/又は工程A)で用いられる前記金属触媒又は金属触媒前駆体が、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Fe、Co、Ni、Pdからなる群より選択される金属を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記共触媒が、MAO、DMAO、MMAO、SMAO、フッ化アリールボラン、又はフッ化アリールボラートからなる群より選択される、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 工程A)で用いられる前記少なくとも1つのオレフィンモノマーが、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−シクロペンテン、シクロヘキセン、ノルボルネン、エチリデン−ノルボルネン、及びビニリデン−ノルボルネン、並びにそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 工程C)におけるROPの間に用いられる環状モノマーが、ラクトン、ラクチド、環状オリゴエステル、エポキシド、アジリジン、エポキシド及び/又はアジリジンとCO2との組合せ、環状無水物、エポキシド及び/又はアジリジンと環状無水物との組合せ、エポキシド及び/又はアジリジンとCO2と環状無水物との組合せ、環状N−カルボキシ無水物、環状カーボネート、ラクタム、及びそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択される極性モノマーである、請求項2、4及び5から8のいずれか一項に記載の方法。
- 工程C)におけるROPの間に用いられる環状モノマーが、その環内にカルボニル基含有官能基と少なくとも10個の連続した炭素原子とを含む環状モノマーである、請求項2、4及び5から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種類の第2のポリマーブロックが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、ランダム又はブロックポリ(カーボネート−エステル)、ポリ(カーボネート−エーテル)、ポリ(エステル−エーテル)、ポリ(カーボネート−エーテル−エステル)、ポリ(エステル−アミド)、ポリ(エステル−エーテル−アミド)、ポリ(カーボネート−アミド)、ポリ(カーボネート−エーテル−アミド)、ポリ(エステル−ウレタン)、ポリ(エステル−エーテル−ウレタン)、ポリ(カーボネート−ウレタン)、ポリ(カーボネート−エーテル−ウレタン)、ポリ(エステル−尿素)、ポリ(エステル−エーテル−尿素)、ポリ(カーボネート−尿素)、ポリ(カーボネート−エーテル−尿素)、ポリ(エーテル−アミド)、ポリ(アミド−ウレタン)、ポリ(アミド−尿素)、ポリ(ウレタン−尿素)からなる群より選択される、請求項3から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記連鎖移動剤が、典型金属ヒドロカルビル又は典型金属ヒドリドである、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記連鎖移動剤が、トリアルキルホウ素、ジアルキルホウ素ハライド、ジアルキルホウ素ヒドリド、ジアリールホウ素ヒドリド、ジアルキルホウ素アルコキシド、ジアルキルホウ素アリールオキシド、ジアルキルホウ素アミド、ジアルキルホウ素チオラート、ジアルキルホウ素カルボキシレート、ジアルキルホウ素ホスフィド、ジアルキルホウ素メルカプタナート、ジアルキルホウ素シロキシド、ジアルキルホウ素スタンナート、アルキルホウ素ジアルコキシド、アルキルホウ素ジアリールオキシド、アルキルホウ素ジカルボキシレート、アルキルホウ素ジホスフィド、アルキルホウ素ジメルカプタナート、アルキルホウ素ジシロキシド、アルキルホウ素ジスタンナート、ホウ素ヒドリドジアルコキシド、ホウ素ヒドリドジアリールオキシド、ホウ素ヒドリドジアミド、ホウ素ヒドリドジカルボキシレート、ホウ素ヒドリドジホスフィド、ホウ素ヒドリドジメルカプタナート、ホウ素ヒドリドジシロキシド、ホウ素ヒドリドジスタンナート、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライド、ジアルキルアルミニウムヒドリド、ジアルキルアルミニウムアルコキシド、ジアルキルアルミニウムアリールオキシド、ジアルキルアルミニウムアミド、ジアルキルアルミニウムチオラート、ジアルキルアルミニウムカルボキシレート、ジアルキルアルミニウムホスフィド、ジアルキルアルミニウムメルカプタナート、ジアルキルアルミニウムシロキシド、ジアルキルアルミニウムスタンナート、アルキルアルミニウムジアルコキシド、アルキルアルミニウムジアリールオキシド、アルキルアルミニウムジカルボキシレート、アルキルアルミニウムジホスフィド、アルキルアルミニウムジメルカプタナート、アルキルアルミニウムジシロキシド、アルキルアルミニウムジスタンナート、アルミニウムヒドリドジアルコキシド、アルミニウムヒドリドジアリールオキシド、アルミニウムヒドリドジアミド、アルミニウムヒドリドジカルボキシレート、アルミニウムヒドリドジホスフィド、アルミニウムヒドリドジメルカプタナート、アルミニウムヒドリドジシロキシド、アルミニウムヒドリドジスタンナート、トリアルキルガリウム、ジアルキルガリウムハライド、ジアルキルガリウムヒドリド、ジアルキルガリウムアルコキシド、ジアルキルガリウムアリールオキシド、ジアルキルガリウムアミド、ジアルキルガリウムチオラート、ジアルキルガリウムカルボキシレート、ジアルキルガリウムホスフィド、ジアルキルガリウムメルカプタナート、ジアルキルガリウムシロキシド、ジアルキルガリウムスタンナート、ジアルキルマグネシウム、ジアリールマグネシウム、アルキルマグネシウムハライド、アルキルマグネシウムヒドリド、アルキルマグネシウムアルコキシド、アルキルマグネシウムアリールオキシド、アルキルマグネシウムアミド、アルキルマグネシウムチオラート、アルキルマグネシウムカルボキシレート、アルキルマグネシウムホスフィド、アルキルマグネシウムメルカプタナート、アルキルマグネシウムシロキシド、アルキルマグネシウムスタンナート、ジアルキルカルシウム、アルキルカルシウムハライド、アルキルカルシウムヒドリド、アルキルカルシウムアルコキシド、アルキルカルシウムアリールオキシド、アルキルカルシウムアミド、アルキルカルシウムチオラート、アルキルカルシウムカルボキシレート、アルキルカルシウムホスフィド、アルキルカルシウムメルカプタナート、アルキルカルシウムシロキシド、アルキルカルシウムスタンナート、ジアルキル亜鉛、アルキル亜鉛ハライド、アルキル亜鉛ヒドリド、アルキル亜鉛アルコキシド、アルキル亜鉛アリールオキシド、アルキル亜鉛アミド、アルキル亜鉛チオラート、アルキル亜鉛カルボキシレート、アルキル亜鉛ホスフィド、アルキル亜鉛メルカプタナート、アルキル亜鉛シロキシド、アルキル亜鉛スタンナート、及びそれらの1つ以上の組合せからなる群より選択される、請求項12に記載の方法。
- 工程B)における前記少なくとも1つの酸化剤が、O2、CO、O3、CO2、CS2、COS、R2NCO、R2NCS、R2NCNR1、CH2=C(R2)C(=O)OR3、CH2=C(R2)(C=O)N(R3)R4、CH2=C(R2)P(=O)(OR3)OR4、N2O、R2CN、R2NC、エポキシド、アジリジン、環状無水物、R3R4C=NR2、SO3、及びR2C(=O)R3、又はNH3とNaClOの組合せ、又はH2O2とNaOHの組合せからなる群より選択され、式中、R2、R3、R4、R5及びR6は、各々、水素、若しくは、SiR7 3、SnR7 3又はC1〜C16ヒドロカルビルから独立して選択され、ここで、各R7は、ヒドリド、ハライド又はC1〜C16ヒドロカルビルから独立して選択される、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
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