JP6833902B2 - 改善された剛性、靭性、及び加工性を有するポリエチレン生成物の生成 - Google Patents

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Description

関連出願
本出願は、次の番号を有する米国仮特許出願、すなわち、2014年2月11日出願の
Ching−Tai Lue等による第61/938,466号(2014U002.P
RV)、2014年2月11日出願のChing−Tai Lue等による第61/93
8,472号(2014U003.PRV)、2014年4月18日出願のFranci
s C.Rix等による第61/981,291号(2014U010.PRV)、20
14年4月28日出願のFrancis C.Rix等による第61/985,151号
(2014U012.PRV)、2014年8月1日出願のSun−Chueh Kao
等による第62/032,383号(2014U018.PRV)、2014年12月5
日出願のFrancis C.Rix等による第62/087,905号(2014U0
35.PRV)、2014年12月5日出願のDaniel P.Zilker,Jr.
等による第62/088,196号(2014U036.PRV)、2014年12月5
日出願のChing−Tai Lue等による第62/087,911号(2014U0
37.PRV)、及び2014年12月5日出願のFrancis C.Rixによる第
62/087,914号(2014U038.PRV)の利益を主張するものであり、こ
れらの開示は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
エチレンα−オレフィン(ポリエチレン)コポリマーは典型的に、低圧反応器内で、例
えば、溶液、スラリー、または気相重合プロセスを利用して生成される。重合は、例えば
、チーグラー・ナッタ触媒、クロム系触媒、メタロセン触媒、またはこれらの組み合わせ
を用いる触媒系等の、触媒系の存在下で起こる。
シングルサイト(例えばメタロセン)触媒を含有するいくつかの触媒組成物を使用して
、ポリエチレンコポリマーを調製することにより、良好な重合速度で比較的均一なポリマ
ーが生成されている。伝統的なチーグラー・ナッタ触媒組成物とは対照的に、メタロセン
触媒等のシングルサイト触媒組成物は、各触媒分子が1つまたはほんの少数の重合部位を
含有する触媒化合物である。シングルサイト触媒は、狭い分子量分布を有するポリエチレ
ンコポリマーを生成することが多い。より広い分子量分布をもたらし得るシングルサイト
触媒もあるが、これらの触媒は、例えば生成速度を増加させるために反応温度が上昇され
るにつれて、分子量分布の狭小化を示すことが多い。更に、シングルサイト触媒は、ポリ
エチレンコポリマーの分子の間に、比較的均一な率でコモノマーを取り込むことが多い。
分子量分布(MWD)及びコモノマー取り込みの量を用いて、SCBDを決定することが
できる。
エチレンα−オレフィンコポリマーに関して、ポリマー鎖上の短鎖分岐(SCB)は、
典型的には、重合中のコモノマー取り込みにより作り出される。短鎖分岐分布(SCBD
)は、分子内またはポリエチレンポリマーを含む異なる分子間の短鎖分岐の分布を指す。
SCBの量がポリエチレン分子間で変動するとき、その樹脂は、「広い」SCBDを有す
ると言われる。SCBの量が、異なる鎖長のポリエチレン分子間で類似するとき、そのS
CBDは、「狭い」と言われる。
SCBDは、コポリマーの特性、例えば、他の特性の中でもとりわけ剛性、靱性、抽出
可能な含量、環境応力亀裂抵抗、及び熱溶着に影響を及ぼすことが知られている。ポリオ
レフィンのSCBDは、当該技術分野で既知の方法、例えば、昇温溶出分別(Tempe
rature Raising Elution Fractionation)(TR
EF)または結晶化解析分別(CRYSTAF)によって、容易に測定され得る。
ポリオレフィンのMWD及びSCBDは、使用される触媒の種類によって大方決定付け
られ、多くの場合、所与の触媒系に関して不変であることが当該技術分野で一般に知られ
ている。チーグラー・ナッタ触媒及びクロム系触媒は、広域SCBDを有するポリマーを
生成するが、一方でメタロセン触媒は通常、狭域SCBDを有するポリマーを生成する。
異なる生成物属性の間で、最も著しくは剛性、靭性、及び加工性(S/T/P)の間でト
レードオフパラダイムが存在することが、業界で長い間確認されてきた。1990年代に
メタロセンが導入されて以来、このようなパラダイムのいくつかは、生成物中の分子構造
及び組成の慎重な操作により大幅に緩和されてきた。
コモノマーが高分子量の鎖中に優勢的に取り込まれる、広域直交組成分布(broad
orthogonal composition distribution)(BO
CD)を有するポリマーは、改善された物理特性、例えば、特に靱性、特性、加工性、及
び環境応力亀裂抵抗(ESCR)につながり得る。直交組成分布を有するポリマーのこの
改善された物理特性が、商業的に望ましい生成物のために必要とされることから、広域直
交組成分布を有するポリエチレンコポリマーを形成するための制御された技法に対する必
要性が存在する。
本明細書に記載の実施形態は、エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも
1つのαオレフィンを含むポリマーを提供する。本ポリマーは、約40超のメルトインデ
ックス比(MIR)を有する。本ポリマーは少なくとも約2.0のMw1/Mw2の値も
有し、Mw1/Mw2は、交差分別(CFC)からの昇温溶出(TREF)曲線の第1半
分の重量平均分子量(Mw)対TREF曲線の第2半分のMwの比率である。本ポリマー
は、約−15℃未満のTw1−Tw2の値も有し、Tw1−Tw2は、TREF曲線の第
1半分の重量平均溶出温度(Tw)対TREF曲線の第2半分のTwの差である。
別の実施形態は、エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレ
フィンを含むポリマーを提供する。本ポリマーは、約0.915〜約0.935の密度、
約30,000psi超の平均モジュラス、約100g/ミル超の落槍衝撃強さ、及び約
40超のメルトインデックス比(MIR)を有する。本ポリマーはまた、van Gur
p Palmen(vGP)プロットにおいて、190℃で、約0.1rad/秒〜20
0rad/秒の周波数で、負の変曲点も欠く。
別の実施形態は、エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレ
フィンを含むポリマーを提供する。本ポリマーは、van Gurp Palmen(v
GP)プロットにおいて、190℃で、約0.1rad/秒〜300rad/秒の周波数
で、負の変曲点を欠く。本ポリマーはまた、約30超のメルトインデックス比(MIR)
、及び平均モジュラス(M)とg/ミル単位の落槍衝撃強さ(DIS)との間に、式
に従う関係も有する。
気相反応器系の概略図であり、少なくとも2つの触媒の添加を示し、そのうちの少なくとも1つはトリム触媒として添加される。 いくつかの異なるポリマーの剛性、靭性、及び加工性を比較するプロットである。 第1のパイロットプラント実行において生成された生成物の比較を示すvan Gurp−Palmen(vGP)プロットである。 図3のvGPプロットに示される結果の一次導関数のプロットである。 第2のパイロットプラント実行において作製された樹脂のvGPプロットの一時導関数のプロットである。 は、CFCの結果を決定するために使用された計算を図示するプロットである。 は、CFCの結果を決定するために使用された計算を図示するプロットである。 実験ポリマー対市場に出ている様々な競合ポリマーの(Mw1/Mw2)対(Tw1−Tw2)のプロットである。
担体が複数の触媒で含浸される場合、例えば、担体上に存在する触媒の量及び種類を制
御することによって、改善された剛性、靭性、及び加工性を有する新しいポリマー材料を
得ることができることが分かった。本明細書の実施形態に記載されるように、適切な触媒
及び比率の選択を用いて、例えば、ポリマーの幅広い直交組成分布(BOCD)を有する
ポリマーを提供するために、分子量分布(MWD)、短鎖分岐分布(SCBD)、及び長
鎖分岐分布(LCBD)を調整することができる。MWD、SCBD、及びLCBDは、
重合条件下で、適切な重量平均分子量(Mw)、コモノマー取り込み、及び長鎖分岐(L
CB)形成を有する触媒を組み合わせることによって制御されるだろう。
シリカメチルアルミノキサン(SMAO)などの活性化剤と混合された単一担体上に共
担持される複数のプレ触媒を採用することによって、複数の反応器の代わりに1つの反応
器で生成物を作製することによるコスト優位性をもたらすことができる。更に、単一担体
を使用することによって、ポリマーの均密な混合を確実にし、単一反応器において、複数
の触媒から独立した異なるMw及び密度のポリマー混合物の調製に対して改善された操作
性も提供する。本明細書で使用されるプレ触媒は、活性化剤に曝露される前の触媒化合物
である。
例として、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPE)のフィルム用途に関して
は、約90Kg/mol〜110Kg/mol、または約100Kg/molの分子量、
及び約0.9〜0.925、または約0.918g/cmの平均密度を有するエチレン
ヘキセンコポリマーを調製することが望ましいだろう。直鎖状メタロセンポリマーの典型
的なMWDは2.0〜3.5である。ブレンド試験は、各々が異なる平均分子量をもたら
す2つの触媒を採用することによって、この分布を広げることが望ましいであろうことを
示す。低分子量構成成分と高分子量構成成分とのMw比は、1:1〜1:10、または約
1:2〜1:5であろう。
ポリエチレンコポリマーの密度はコモノマーのポリマーへの取り込みの指標となり、低
密度は高い取り込みを示す。低分子量(LMW)構成成分の密度と高分子量(HMW)構
成成分の密度との差は、好ましくは、約0.02を超えるか、または約0.04を超え、
HMW構成成分はLMW構成成分よりも低い密度を有する。25Kg/mol及び125
Kg/molのMwを有する2つのポリマーに関して、密度差は、コモノマー取り込み能
において、約4:1を超える差を必要とする。フィルム製造において強い配向性をもたら
すため、MD/TD引き裂き強度を不均衡にし、靭性を低下させる、ポリマー中の長鎖分
岐(LCB)のレベルを最小にすることも望ましい。
これらの要因は、MWD及びSCBDを制御することによって調整することができ、M
WD及びSCBDは今度は、担体上の2つのプレ触媒の相対量を変更することによって調
整することができる。これは、例えば、単一担体上に2つの触媒を担持することによって
、プレ触媒の形成中に調整することができる。いくつかの実施形態では、プレ触媒の相対
量は、「トリム」と呼ばれるプロセスにおいて、反応器に向かう途中で、構成成分のうち
の1つを触媒混合物に添加することによって調整することができる。メタロセン(MCN
)は、他の触媒で良好にトリムされることが知られている。
更に、異なるMWD、SCBD、及びLCBDを有する様々なポリマーが、限られた数
の触媒から調製され得る。この機能を実施するために、プレ触媒は、活性化剤担体上に良
好にトリムされるべきである。これに有益な2つのパラメータは、アルカン溶媒の溶解度
、及び反応器に向かう途中での触媒スラリー上の迅速な担持である。これには、MCNを
使用して制御されたMWD、SCBD、及びLCBDを得ることが有利である。BOCD
ポリマー系を含む、標的分子量組成を生じさせるために使用され得る触媒を選択するため
の技術が、本明細書において開示される。
開示のポリマー及び分子量組成を生じさせるために、様々な触媒系及び構成成分が使用
され得る。これらは、この後の節で論じられる。第1節は、特に、シングルサイト及びメ
タロセン触媒を含む、実施形態に使用され得る触媒化合物について論じる。第2節は、記
載の技術を実施するために使用され得る触媒スラリーの生成について論じる。第4節は、
使用され得る活性化剤について論じる。第5節は、トリム系にさらなる触媒を添加するた
めに使用され得る触媒構成成分溶液について論じる。気相重合は、静電気制御剤または連
続性薬剤(continuity agents)を使用し、これらは第5節で論じられ
る。トリム供給系を備える気相重合反応器は、第6節で論じられる。生成物の特性を制御
するための触媒組成物の使用は第6節で論じられ、例示的な重合プロセスは第7節で論じ
られる。論じられる手順の実施例は、第8節に組み込まれる。
触媒化合物
メタロセン触媒化合物
メタロセン触媒化合物は、少なくとも1つの第3族〜第12族の金属原子、及び少なく
とも1つの金属原子に結合された1つ以上の脱離基に結合された1つ以上のCp配位子(
シクロペンタジエニル及びシクロペンタジエニルにイソローバルな配位子)を有する「ハ
ーフサンドイッチ」及び/または「フルサンドイッチ」化合物を含み得る。本明細書で使
用されるとき、元素の周期表及びその族に対する全ての参照は、ローマ数字で注記される
以前のIUPAC形態に対して参照がなされない限り(同書に表示される)、または別途
記載されない限り、HAWLEY′S CONDENSED CHEMICAL DIC
TIONARY,Thirteenth Edition,John Wiley&So
ns,Inc.(1997)(IUPACの許可によりそこに再現される)に公表される
NEW NOTATIONに対してである。
Cp配位子は、1つ以上の環または環系であり、その少なくとも一部は、シクロアルカ
ジエニル配位子及び複素環式類似体などのπ結合系を含む。環または環系は、典型的には
、第13〜16族の原子からなる群から選択される原子を含み、特定の例示的な実施形態
では、Cp配位子を構成する原子は、炭素、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、リン、ゲルマニ
ウム、ホウ素、アルミニウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、ここで
、炭素は、環メンバーの少なくとも50%を構成する。より特定の例示的な実施形態では
、Cp配位子は、置換及び非置換シクロペンタジエニル配位子、及びシクロペンタジエニ
ルにイソローバルな配位子からなる群から選択され、その非限定的な例としては、シクロ
ペンタジエニル、インデニル、フルオレニル、及び他の構造体が挙げられる。このような
配位子の更に非限定的な例としては、シクロペンタジエニル、シクロペンタフェナントレ
ネイル、インデニル、ベンズインデニル、フルオレニル、オクタヒドロフルオレニル、シ
クロオクタテトラエニル、シクロペンタオシクロドデセン、フェナントリンデニル、3,
4−ベンゾフルオレニル、9−フェニルフルオレニル、8−H−シクロペント[a]アセ
ナフチレニル、7−H−ジベンゾフルオレニル、インデノ[1,2−9]アントレン、チ
オフェノインデニル、チオフェノフルオレニル、これらの水素化バージョン(例えば、4
,5,6,7−テトラヒドロインデニル、または「Hインド」)、これらの置換バージ
ョン(以下により詳細に論じられ、記載される)、及びこれらの複素環式バージョンが挙
げられる。
メタロセン触媒化合物の金属原子「M」は、例示的な一実施形態では、第3〜12族の
原子、及びランタン族原子からなる群から選択され、より特定の例示的な実施形態では、
第3〜10族の原子からなる群から選択され、更により特定の例示的な実施形態では、S
c、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、
Ir、及びNiからなる群から選択され、更により特定の例示的な実施形態では、第4、
5、及び第6族の原子からなる群から選択され、更により特定の例示的な実施形態では、
Ti、Zr、Hf原子からなる群から選択され、更により特定の例示的な実施形態では、
Hfである。金属原子「M」の酸化状態は、例示的な一実施形態では、0〜+7の範囲で
あり得、より特定の例示的な実施形態では、+1、+2、+3、+4、または+5であり
得、更により特定の例示的な実施形態では、+2、+3または+4であり得る。金属原子
「M」に結合される基は、別途記載がない限り、式及び構造において以下に記載される化
合物が電気的に中性であるような基である。Cp配位子は、金属原子Mと少なくとも1つ
の化学結合を形成して、「メタロセン触媒化合物」を形成する。Cp配位子は、置換/引
抜反応に高度に感受性ではないという点で、触媒化合物に結合される離脱基とは明確に異
なる。
1つ以上のメタロセン触媒化合物は、式(I)、
CpCpMX(I)
により表され得、式中、Mは、上述の通りであり、各Xは、Mに化学結合され、各Cp
基は、Mに化学結合され、nは、0または1〜4の整数であり、特定の例示的な実施形態
では、1または2のいずれかである。
式(I)においてCp及びCpによって表される配位子は、同一もしくは異なるシ
クロペンタジエニル配位子であるか、またはシクロペンタジエニルにイソローバルな配位
子であってよく、それらのいずれかまたは両方は、ヘテロ原子を含有することができ、そ
れらのいずれかまたは両方は、基Rで置換され得る。少なくとも1つの特定の実施形態で
は、Cp及びCpは独立して、シクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロイ
ンデニル、フルオレニル、及び各々の置換誘導体からなる群から選択される。
独立して、式(I)の各Cp及びCpは、非置換であり得るか、または置換基Rの
うちの任意の1つのもしくはそれらの組み合わせで置換され得る。構造(I)に使用され
る置換基R、ならびに以下に論じられ、記載される構造Va−dの環置換基の非限定的な
例としては、水素ラジカル、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、アリ
ール、アシル、アロイル、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルチオール、ジアルキル
アミン、アルキルアミド、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルバモ
イル、アルキル−及びジアルキル−カルバモイル、アシルオキシ、アシルアミノ、アロイ
ルアミノ、ならびにこれらの組み合わせからなる群から選択される基が挙げられる。式(
I)〜(Va−d)と関連するアルキル置換基Rのより特定の非限定的な例としては、メ
チル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロペンチル、シクロヘキシ
ル、ベンジル、フェニル、メチルフェニル、及びtert−ブチルフェニル基等が挙げら
れ、それらの異性体、例えば、第3級ブチル、イソプロピル等を含む。他の可能なラジカ
ルは、置換アルキル及びアリール、例えば、フルオロメチル、フルロエチル(fluro
ethyl)、ジフルロエチル(difluroethyl)、ヨードプロピル、ブロモ
ヘキシル、クロロベンジル、ヒドロカルビル置換有機半金属ラジカル(トリメチルシリル
、トリメチルゲルミル、メチルジエチルシリル等を含む)、及びハロカルビル置換有機金
属ラジカル(トリス(トリフルオロメチル)シリル、メチルビス(ジフルオロメチル)シ
リル、ブロモメチルジメチルゲルミル等を含む)、及び2置換ホウ素ラジカル(例えば、
ジメチルホウ素を含む)、及び2置換第15族ラジカル(ジメチルアミン、ジメチルホス
フィン、ジフェニルアミン、メチルフェニルホスフィンを含む)、ならびに第16族ラジ
カル(メトキシ、エトキシ、プロポキシ、フェノキシ、メチルスルフィド、及びエチルス
ルフィドを含む)を含む。他の置換基Rは、オレフィン的に不飽和の置換基(ビニル末端
配位子、例えば、3−ブテニル、2−プロペニル、5−ヘキセニル等を含む)などのオレ
フィンを含むが、これらに限定されない。例示的な一実施形態では、少なくとも2つのR
基(特定の例示的な一実施形態では、2つの隣接するR基)は結合して、炭素、窒素、酸
素、リン、ケイ素、ゲルマニウム、アルミニウム、ホウ素、及びこれらの組み合わせから
なる群から選択される、3〜30個の原子を有する環構造を形成する。また、1−ブタニ
ルなどの置換基Rは、元素Mへの結合会合を形成することができる。他の置換基Rは、オ
レフィン的に不飽和の置換基(ビニル末端配位子、例えば、3−ブテニル、2−プロペニ
ル、5−ヘキセニル等を含む)などのオレフィンを含むが、これらに限定されない。例示
的な一実施形態では、少なくとも2つのR基(特定の例示的な一実施形態では、2つの隣
接するR基)は結合して、炭素、窒素、酸素、リン、ケイ素、ゲルマニウム、アルミニウ
ム、ホウ素、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、3〜30個の原子を有
する環構造を形成する。また、1−ブタニルなどの置換基Rは、元素Mへの結合会合を形
成することができる。
上記の式(I)及び下記の式、または構造(II)〜(Va−d)の各Xは独立して、
例示的な一実施形態では、任意の脱離基;より特定の例示的な実施形態では、ハロゲンイ
オン、水素化物、C〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C12アリー
ル、C〜C20アルキルアリール、C〜C12アルコキシ、C〜C16アリールオ
キシ、C〜Cアルキルアリールオキシ、C〜C12フルオロアルキル、C〜C
フルオロアリール、及びC〜C12ヘテロ原子含有炭化水素、及びこれらの置換誘導
体;水素化物、ハロゲンイオン、C〜Cアルキル、C〜Cアルケニル、C〜C
18アルキルアリール、C〜Cアルコキシ、C〜C14アリールオキシ、C〜C
16アルキルカルボキシレート、C〜Cアルキルカルボキシラ(alkylcarb
oxyla)、C〜Cフッ素化アルキルカルボキシレート、C〜C12アリールカ
ルボキシレート、C〜C18アルキルアリールカルボキシレート、C〜Cフルオロ
アルキル、C〜Cフルオロアルケニル、及びC〜C18フルオロアルキルアリール
;更により特定の例示的な実施形態では、水素化物、塩化物、フッ化物、メチル、フェニ
ル、フェノキシ、ベンズオキシ、トシル、フルオロメチル、及びフルオロフェニル;C
〜C12アルキル、C〜C12アルケニル、C〜C12アリール、C〜C20アル
キルアリール、置換C〜C12アルキル、置換C〜C12アリール、置換C〜C
アルキルアリール、及びC〜C12ヘテロ原子含有アルキル、C〜C12ヘテロ原
子含有アリール、及びC〜C12ヘテロ原子含有アルキルアリール;更により特定の例
示的な実施形態では、塩化物、フッ化物、C〜Cアルキル、C〜Cアルケニル、
〜C18アルキルアリール、ハロゲン化C〜Cアルキル、ハロゲン化C〜C
アルケニル、及びハロゲン化C〜C18アルキルアリール;更により特定の例示的な実
施形態では、フッ化物、メチル、エチル、プロピル、フェニル、メチルフェニル、ジメチ
ルフェニル、トリメチルフェニル、フルオロメチル(モノ−、ジ−、及びトリフルオロメ
チル)、及びフルオロフェニル(モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−、及びペンタフルオロ
フェニル);ならびに更により特定の例示的な実施形態では、フッ化物からなる群から選
択される。
X基の他の非限定的な例としては、アミン、ホスフィン、エーテル、カルボキシレート
、ジエン、1〜20個の炭素原子を有する炭化水素ラジカル、フッ素化炭化水素ラジカル
(例えば、−C(ペンタフルオロフェニル))、フッ素化アルキルカルボキシレー
ト(例えば、CFC(O)O)、水素化物、ハロゲンイオン、及びこれらの組み合わ
せが挙げられる。X配位子の他の例としては、シクロブチル、シクロヘキシル、メチル、
ヘプチル、トリル、トリフルオロメチル、テトラメチレン、ペンタオメチレン、メチリデ
ン、メチオキシ、エチオキシ、プロポキシ、フェノキシ、ビス(N−メチルアニリド)、
ジメチルアミド、ジメチルホスフィドラジカルなどのアルキル基が挙げられる。例示的な
一実施形態では、2つ以上のXが縮合環または環系の一部を形成する。少なくとも1つの
特定の実施形態では、Xは、塩素イオン、臭素イオン、C〜C10アルキル、及びC
〜C12アルケニル、カルボキシレート、アセチルアセトネート、及びアルコキシドから
なる群から選択される脱離基であり得る。
メタロセン触媒化合物は、式(I)のものを含み、式中、Cp及びCpは、少なく
とも1つの架橋基(A)によって互いに架橋され、その結果、構造は、式(II)によっ
て表される。
Cp(A)CpMX(II)
式(II)によって表されるこれらの架橋化合物は「架橋メタロセン」として知られる
。式(II)の要素Cp、Cp、M、X、及びnは、式(I)に関して上記に定義さ
れる通りであり、式中、各Cp配位子は、Mに化学結合され、(A)は、各Cpに化学結
合される。架橋基(A)は、炭素、酸素、窒素、ケイ素、アルミニウム、ホウ素、ゲルマ
ニウム、スズ原子のうちの少なくとも1個、及びこれらの組み合わせなど、少なくとも1
個の第13〜16族の原子を含有する二価の炭化水素基を含み得、ここで、ヘテロ原子は
また、中性原子価を満たすように置換されたC〜C12アルキルまたはアリールであっ
てもよい。少なくとも1つの特定の実施形態では、架橋基(A)は、ハロゲンラジカル及
び鉄を含めて、(式(I)に関して)上記に定義される置換基Rも含み得る。少なくとも
1つの特定の実施形態では、架橋基(A)は、C〜Cアルキレン、置換C〜C
ルキレン、酸素、硫黄、R′C=、R′Si=、=Si(R′)Si(R′)=
、R′Ge=、及びR′P=で表すことができ、ここで、「=」は、2つの化学結合を
表し、「R′」は独立して、水素化物、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ハロカル
ビル、置換ハロカルビル、ヒドロカルビル置換有機半金属、ハロカルビル置換有機半金属
、2置換ホウ素、2置換第15族原子、置換第16族原子、及びハロゲンラジカルからな
る群から選択され、2つ以上のR′は、結合されて、環または環系を形成することができ
る。少なくとも1つの特定の実施形態では、式(II)の架橋メタロセン触媒化合物は、
2つ以上の架橋基(A)を含む。1つ以上の実施形態では、(A)は、二価のC〜C
ヒドロカルビル及びヒドロカルボニルを含有するC〜C20ヘテロ原子からなる群か
ら選択されるCp及びCpの両方に結合された二価の架橋基であり得、ここで、ヒド
ロカルビルを含有するヘテロ原子は、1〜3個のヘテロ原子を含む。
架橋基(A)は、メチレン、エチレン、エチリデン、プロピリデン、イソプロピリデン
、ジフェニルメチレン、1,2−ジメチルエチレン、1,2−ジフェニルエチレン、1,
1,2,2−テトラメチルエチレン、ジメチルシリル、ジエチルシリル、メチル−エチル
シリル、トリフルオロメチルブチルシリル、ビス(トリフルオロメチル)シリル、ジ(n
−ブチル)シリル、ジ(n−プロピル)シリル、ジ(i−プロピル)シリル、ジ(n−ヘ
キシル)シリル、ジシクロヘキシルシリル、ジフェニルシリル、シクロヘキシルフェニル
シリル、t−ブチルシクロヘキシルシリル、ジ(t−ブチルフェニル)シリル、ジ(p−
トリル)シリル、及びSi原子がGeまたはC原子で置換される対応する部分、ならびに
ジメチルシリル、ジエチルシリル、ジメチルゲルミル、及びジエチルゲルミルを含み得る
架橋基(A)はまた、例えば、4〜10環員を有する環状であってもよく、より特定の
例示的な実施形態では、架橋基(A)は、5〜7環員を有し得る。環員は、上述の元素か
ら選択され得、特定の実施形態では、B、C、Si、Ge、N、及びOのうちの1つ以上
から選択され得る。架橋部分として、またはその一部として存在し得る環構造の非限定的
な例は、シクロブチルリデン、シクロペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロヘプチ
リデン、シクロオクチリデン、ならびに1個または2個の炭素原子がSi、Ge、N及び
Oのうちの少なくとも1つで置換される対応する環である。1つ以上の実施形態では、1
個または2個の炭素原子は、Si及びGeのうちの少なくとも1つで置換され得る。環と
Cp基との間の結合配置は、シス−、トランス−、またはこれらの組み合わせであり得る
環状架橋基(A)は、飽和もしくは不飽和であってよく、かつ/または1つ以上の置換
基を保有し得、かつ/または1つ以上の他の環構造に縮合し得る。存在する場合、1つ以
上の置換基は、少なくとも1つの特定の実施形態では、ヒドロカルビル(例えば、メチル
などのアルキル)、及びハロゲン(例えば、F、Cl)からなる群から選択され得る。上
記の環状架橋部分が任意に縮合され得る1つ以上のCp基は、飽和または不飽和であって
よく、4〜10、より具体的には5、6、または7環員(特定の例示的な実施形態では、
C、N、O、及びSからなる群から選択される)を有するもの、例えば、シクロペンチル
、シクロヘキシル、及びフェニルなどからなる群から選択される。更に、これらの環構造
は、例えば、ナフチル基の場合など、それら自体が縮合され得る。更に、これらの(任意
に縮合される)環構造は、1つ以上の置換基を保有し得る。これらの置換基の例示的な非
限定的な例は、ヒドロカルビル(特にアルキル)基及びハロゲン原子である。式(I)及
び(II)の配位子Cp及びCpは、互いに異なってよい。式(I)及び(II)の
配位子Cp及びCpは、同一であってよい。メタロセン触媒化合物は、架橋モノ−配
位子メタロセン化合物(例えば、モノシクロペンタジエニル触媒構成成分)を含み得る。
上記に論じられ、記載されるメタロセン触媒構成成分は、それらの構造上もしくは光学
または鏡像異性の異性体(ラセミ混合物)を含み、例示的な一実施形態では、純粋な鏡像
異性体であり得ることが想定される。本明細書で使用されるとき、ラセミ及び/またはm
eso異性体を有する単一の架橋非対称置換メタロセン触媒化合物は、それ自体、少なく
とも2つの異なる架橋メタロセン触媒構成成分を構成しない。
触媒系中の1つ以上のメタロセン触媒化合物の遷移金属構成成分の量は、触媒系の総重
量に基づき、約0.2重量%、約3重量%、約0.5重量%、または約0.7重量%の下
限から約1重量%、約2重量%、約2.5重量%、約3重量%、約3.5重量%、または
約4重量%の上限までの範囲であり得る。
「メタロセン触媒化合物」は、本明細書において論じられ、記載されるいずれの「実施
形態」の任意の組み合わせを含み得る。更に、厳密に言えばメタロセン触媒ではない場合
がある他のシングルサイト触媒がこの用語で称される場合がある。例えば、メタロセン触
媒化合物は、ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウム(CH、ビス
(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムF、ビス(n−プロピルシクロペン
タジエニル)ハフニウムCl、ビス(n−ブチル、メチルシクロペンタジエニル)ジル
コニウムCl、または[(2,3,4,5,6 MeN)CHCHNH
ZrBn(式中、Bnはベンジル基である)、またはこれらの任意の組み合わせを含み
得るが、これらに限定されない。
使用され得る他のメタロセン触媒化合物は、(a)イオン結合型錯体、(b)遷移金属
化合物、(c)有機金属化合物、及び(d)担体材料を含む担持制限幾何学触媒(sCG
C)である。いくつかの実施形態では、sCGC触媒はホウ酸イオンを含み得る。ホウ酸
アニオンは、式[BQ4−z′(G(T−−H)z′d−によって表され、式中
、Bは、原子価状態が3のホウ素であり、Qは、水素化物、ジヒドロカルビルアミド、ハ
ロゲン化物、ヒドロカルビルオキシド、ヒドロカルビル、及び置換ヒドロカルビルラジカ
ルからなる群から選択され、z′は1〜4の整数であり、Gは、M′及びr基(T−−H
)に結合された、r+1の原子価を有する多価の炭化水素ラジカルであり、qは0または
1の整数であり、基(T−−H)はラジカルであり(ここで、Tは、O、S、NR、また
はPRを含み、そのO、S、NまたはP原子は、水素原子Hに結合され、ここで、Rは、
ヒドロカルビルラジカル、トリヒドロカルビルシリルラジカル、トリヒドロカルビルゲル
ミルラジカル、または水素である)、rは1〜3の整数であり、dは1である。あるいは
、ホウ酸イオンは、式[BQ4−z′(G(T−−M x−1 z′
d−によって表される場合があり、式中、Bは、原子価状態が3のホウ素であり、Qは、
水素化物、ジヒドロカルビルアミド、ハロゲン化物、ヒドロカルビルオキシド、ヒドロカ
ルビル、及び置換ヒドロカルビルラジカルからなる群から選択され、z′は1〜4の整数
であり、Gは、B及びr基(T−−M x−1 )に結合された、r+1の原子
価を有する多価の炭化水素ラジカルであり、qは0または1の整数であり、基(T−−M
x−1 )はラジカルであり(ここで、Tは、O、S、NR、またはPRを含
み、そのO、S、NまたはP原子は、Mに結合され、ここで、Rは、ヒドロカルビルラ
ジカル、トリヒドロカルビルシリルラジカル、トリヒドロカルビルゲルミルラジカル、ま
たは水素である)、Mは、元素周期表の第1〜14族から選択される金属または半金属
であり、Rは各出現で独立して、水素であるか、または1〜80個の非水素原子を有す
る基(ヒドロカルビル、ヒドロカルビルシリル、もしくはヒドロカルビルシリルヒドロカ
ルビルである)であり、Xは、1〜100個の非水素原子を有する非干渉基(ハロ置換
ヒドロカルビル、ヒドロカルビルアミノ置換ヒドロカルビル、ヒドロカルビルオキシ置換
ヒドロカルビル、ヒドロカルビルアミノ、ジ(ヒドロカルビル)アミノ、ヒドロカルビル
オキシ、またはハロゲン化物である)であり、xは、1〜Mの原子価に等しい整数の範
囲であり得る、0でない整数であり、yは、0であるか、または1〜Mの原子価マイナ
ス1に等しい整数の範囲であり得る、0でない整数であり、x+yは、Mの原子価に等
しく、rは1〜3の整数であり、dは1である。いくつかの実施形態では、ホウ酸イオン
は、z′が1または2であり、qが1であり、rが1である、上述の式のものであってよ
い。
触媒系は、第15族含有触媒などの他のシングルサイト触媒を含み得る。触媒系は、ク
ロム系触媒、チーグラー・ナッタ触媒、1つ以上の追加のシングルサイト触媒(メタロセ
ンまたは第15族含有触媒など)、2金属触媒、及び混合触媒などのシングルサイト触媒
化合物に加えて、1つ以上の第2の触媒を含み得る。触媒系は、AlCl、コバルト、
鉄、パラジウム、またはこれらの組み合わせも含み得る。
メタロセン触媒化合物の例示的であるが非限定的な例としては、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)チタンジフェニル、ビス(シク
ロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジフェニル、ビス(シクロペンタジエニル)ハフニウムジメチルもしくはジフェニル、ビ
ス(プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウム、ジメチル、ビス(シクロペンタジエニ
ル)チタンジーネオペンチル、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジ−ネオペン
チル、ビス(インデニル)ジルコニウムジメチル(rac及びmes)、ビス(シクロペ
ンタジエニル)チタンジベンジル、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジベンジ
ル、ビス(シクロペンタジエニル)バナジウムジメチル、ビス(シクロペンタジエニル)
チタンメチル塩化物、(ペンタメチルシクロペンタジエニル)(1−メチルインデニル)
ジルコニウムジメチル、(テトラメチルシクロペンタジエニル)(1,3−ジメチルイン
デニル)ジルコニウムジメチル、ビス(シクロペンタジエニル)チタンエチル塩化物、ビ
ス(シクロペンタジエニル)チタンフェニル塩化物、ビス(シクロペンタジエニル)ジル
コニウムメチル塩化物、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムエチル塩化物、ビス
(シクロペンタジエニル)ジルコニウムフェニル塩化物、ビス(シクロペンタジエニル)
チタンメチル臭化物、シクロペンタジエニルチタントリメチル、シクロペンタジエニルジ
ルコニウムトリフェニル、シクロペンタジエニルジルコニウムトリネオペンチル、シクロ
ペンタジエニルジルコニウムトリメチル、シクロペンタジエニルハフニウムトリフェニル
、シクロペンタジエニルハフニウムトリネオペンチル、シクロペンタジエニルハフニウム
トリメチル、ペンタメチルシクロペンタジエニルチタン三塩化物、ペンタエチルシクロペ
ンタジエニルチタン三塩化物、ビス(インデニル)チタンジフェニルもしくは二塩化物、
ビス(メチルシクロペンタジエニル)チタンジフェニルもしくは二ハロゲン化物、ビス(
1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)チタンジフェニルもしくは二塩化物、ビス(1
,2−ジエチルシクロペンタジエニル)チタンジフェニルもしくは二塩化物、ビス(ペン
タメチル シクロペンタジエニル)チタンジフェニルもしくは二塩化物、ジメチルシリル
ジシクロペンタジエニルチタンジフェニルもしくは二塩化物、メチルホスフィンジシクロ
ペンタジエニルチタンジフェニルもしくは二塩化物、メチレンジシクロペンタジエニルチ
タンジフェニルもしくは二塩化物、イソプロピル(シクロペンタジエニル)(フルオレニ
ル)ジルコニウム二塩化物、イソプロピル(シクロペンタジエニル)(オクタヒドロフル
オレニル)ジルコニウム二塩化物、ジイソプロピルメチレン(シクロペンタジエニル)(
フルオレニル)ジルコニウム二塩化物、ジイソブチルメチレン(シクロペンタジエニル)
(フルオレニル)ジルコニウム二塩化物、ジtertブチルメチレン(シクロペンタジエ
ニル)(フルオレニル)ジルコニウム二塩化物、シクロヘキシリデン(シクロペンタジエ
ニル)(フルオレニル)ジルコニウム二塩化物、ジイソプロピルメチレン(2,5−ジメ
チシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウム二塩化物、イソプロピル(シク
ロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウム二塩化物、ジフェニルメチレン(シクロ
ペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウム二塩化物、ジイソプロピルメチレン(シク
ロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウム二塩化物、ジイソブチルメチレン(シク
ロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウム二塩化物、ジtertブチルメチレン(
シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウム二塩化物、シクロヘキシリデン(シ
クロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウム二塩化物、ジイソプロピルメチレン(
2,5−ジメチルシクロペンタジエニル)(フルオレニル)ハフニウム二塩化物、イソプ
ロピル(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタン二塩化物、ジフェニルメチレン
(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタン二塩化物、ジイソプロピルメチレン(
シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタン二塩化物、ジイソブチルメチレン(シク
ロペンタジエニル)(フルオレニル)チタン二塩化物、ジtertブチルメチレン(シク
ロペンタジエニル)(フルオレニル)チタン二塩化物、シクロヘキシリデン(シクロペン
タジエニル)(フルオレニル)チタン二塩化物、ジイソプロピルメチレン(2,5−ジメ
チルシクロペンタジエニルフルオレニル)チタン二塩化物、ラセミ−エチレンビス(1−
インデニル)ジルコニウム(W)二塩化物、ラセミ−エチレンビス(4,5,6,7−テ
トラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウム(IV)二塩化物、ラセミ−ジメチルシリル
ビス(1−インデニル)ジルコニウム(IV)二塩化物、ラセミ−ジメチルシリルビス(
4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウム(IV)二塩化物、ラセ
ミ−1,1,2,2−テトラメチルシラニレンビス(1−インデニル)ジルコニウム(I
V)二塩化物、ラセミ−1,1,2,2−テトラメチルシラニレンビス(4,5,6,7
−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウム(IV)二塩化物、エチリデン(1−イ
ンデニルテトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム(IV)二塩化物、ラセミ−
ジメチルシリルビス(2−メチル−4−t−ブチル−1−シクロペンタジエニル)ジルコ
ニウム(IV)二塩化物、ラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ハフニウム(IV)
二塩化物、ラセミ−エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ハ
フニウム(IV)二塩化物、ラセミ−ジメチルシリルビス(1−インデニル)ハフニウム
(IV)二塩化物、ラセミ−ジメチルシリルビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−
インデニル)ハフニウム(IV)二塩化物、ラセミ−1,1,2,2−テトラメチルシラ
ニレンビス(1−インデニル)ハフニウム(IV)二塩化物、ラセミ−1,1,2,2−
テトラメチルシラニレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ハフニ
ウム(IV)、二塩化物、エチリデン(1−インデニル−2,3,4,5−テトラメチル
−1−シクロペンタジエニル)ハフニウム(IV)二塩化物、ラセミ−エチレンビス(1
−インデニル)チタン(IV)二塩化物、ラセミ−エチレンビス(4,5,6,7−テト
ラヒドロ−1−インデニル)チタン(IV)二塩化物、ラセミ−ジメチルシリルビス(1
−インデニル)チタン(IV)二塩化物、ラセミ−ジメチルシリルビス(4,5,6,7
−テトラヒドロ−1−インデニル)チタン(IV)二塩化物、ラセミ−1,1,2,2−
テトラメチルシラニレンビス(1−インデニル)チタン(IV)二塩化物、ラセミ−1,
1,2,2−テトラメチルシラニレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデ
ニル)チタン(IV)二塩化物、ならびにエチリデン(1−インデニル−2,3,4,5
−テトラメチル−1−シクロペンタジエニル)チタン(IV)二塩化物が挙げられる。
実施形態において使用され得る他のメタロセン触媒化合物は、ジフェニルメチレン(シ
クロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウム二塩化物、ラセミ−ジメチルシリル
ビス(2−メチル−1−インデニル)ジルコニウム(IV)二塩化物、ラセミ−ジメチル
シリルビス(2−メチル−4−(1−ナフチル−1−インデニル)ジルコニウム(IV)
二塩化物、及びラセミ−ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニル−1−インデニ
ル)ジルコニウム(IV)二塩化物である。更なるメタロセン触媒化合物は、インデニル
ジルコニウムトリス(ジエチルカルバメート)、インデニルジルコニウムトリス(ピバレ
ート)、インデニルジルコニウムトリス(p−トルエート)、インデニルジルコニウムト
リス(ベンゾエート)、(1−メチルインデニル)ジルコニウムトリス(ピバレート)、
(2−メチルインデニル)ジルコニウムトリス(ジエチルカルバメート)、(メチルシク
ロペンタジエニル)ジルコニウムトリス(ピバレート)、シクロペンタジエニルトリス(
ピバレート)、及び(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムトリス(ベンゾ
エート)を含む。
実施形態に使用され得るMCN化合物の構造の例としては、式(III)として示され
るハフニウム化合物、式(IV−A−D)として示されるジルコニウム化合物、及び式(
V−A及びB)として示される架橋ジルコニウム化合物が挙げられる。
これらの化合物は、中心金属に結合されたメチル−及びクロロ−基とともに示されるが
、これらの基は、関与する触媒を変更することなく異なってよいことが理解され得る。例
えば、これらの置換基の各々は独立して、メチル基(Me)、クロロ基(Cl)、フルオ
ロ基(F)、または有機基もしくはヘテロ原子基を含む任意の数の他の基であってよい。
更に、これらの置換基は、プレ触媒が反応のために活性触媒に変換されるため、反応中に
変化する。
第15族原子及び金属含有触媒化合物
触媒系は、1つ以上の第15族の金属含有触媒化合物を含み得る。第15族の金属含有
化合物は、一般的に、第3〜14族の金属原子、第3〜7族、または第4〜6族の金属原
子を含む。多くの実施形態では、第15族の金属含有化合物は、少なくとも1つの脱離基
に結合され、また少なくとも2個の第15族原子にも結合され、そのうちの少なくとも1
個が別の基を介して第15または16族原子にも結合される、第4族金属原子を含む。
1つ以上の実施形態では、第15族原子のうちの少なくとも1つは、C〜C20炭化
水素基、ヘテロ原子含有基、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、またはリンであり得る別
の基を介して第15または16族の原子にも結合され、第15または16族の原子はまた
、何にも結合されないか、または水素、第14族原子含有基、ハロゲン、もしくはヘテロ
原子含有基に結合され、2個の第15族原子のうちの各々はまた、環状基にも結合され、
任意に、水素、ハロゲン、ヘテロ原子、もしくはヒドロカルビル基、またはヘテロ原子含
有基に結合され得る。
第15族含有金属化合物は、次の式(VI)または(VII)でより具体的に記載され
得、
式中、Mは、第3〜12族の遷移金属、または第13もしくは14族の典型金属または
第4、5、または6族の金属である。多くの実施形態では、Mは、ジルコニウム、チタン
、またはハフニウムなどの第4族金属である。各Xは独立して、アニオン性脱離基などの
脱離基である。脱離基は、水素、ヒドロカルビル基、ヘテロ原子、ハロゲン、またはアル
キルを含み得、yは0または1である(yが0のとき、L′基は不在である)。用語「n
」は、酸化状態のMである。様々な実施形態では、nは、+3、+4、または+5である
。多くの実施形態では、nは+4である。用語「m」は、YZLまたはYZL′配位子の
形式電荷を表し、様々な実施形態では、0、−1、−2または−3である。多くの実施形
態では、mは−2である。Lは、窒素などの第15または16族の元素であり、L′は、
第15または16族の元素であるか、または炭素、ケイ素、またはゲルマニウムなどの第
14族含有基である。Yは、窒素またはリンなどの第15族の元素である。多くの実施形
態では、Yは窒素である。Zは、窒素またはリンなどの第15族の元素である。多くの実
施形態では、Zは窒素である。R及びRは独立して、C〜C20炭化水素基、最大
20個の炭素原子を有するヘテロ原子含有基、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、または
リンである。多くの実施形態では、R及びRは、直鎖状、分岐状、または環状C
20アルキル基、またはC〜C炭化水素基などのC〜C20アルキル、アリール
、またはアラルキル基である。R及びRはまた、互いに相互接続され得る。Rは不
在であるか、または炭化水素基、水素、ハロゲン、ヘテロ原子含有基であり得る。多くの
実施形態では、Rは不在であるか、もしくは水素、または1〜20個の炭素原子を有す
る直鎖状、環状、もしくは分岐状アルキル基である。R及びRは独立して、アルキル
基、アリール基、置換アリール基、環状アルキル基、置換環状アルキル基、環状アラルキ
ル基、置換環状アラルキル基、または多くの場合、最大20個の炭素原子を有する多環系
である。多くの実施形態では、R及びRは、3〜10個の炭素原子を有するか、また
はC〜C20炭化水素基、C〜C20アリール基、またはC〜C20アラルキル基
、またはヘテロ原子含有基である。R及びRは、互いに相互接続され得る。R及び
は独立して、不在である、水素、アルキル基、ハロゲン、ヘテロ原子、またはヒドロ
カルビル基(1〜20個の炭素原子を有する直鎖状、環状、または分岐状アルキル基など
)である。多くの実施形態では、R及びRは不在である。Rは、不在であり得るか
、または水素、第14族原子含有基、ハロゲン、もしくはヘテロ原子含有基であり得る。
「YZLまたはYZL′配位子の形式電荷」とは、配位子全体の電荷が金属及び離脱基
Xを欠いていることを意味する。「R及びRも相互接続され得る」とは、R及びR
が互いに直接結合されるか、または他の基を介して互いに結合され得ることを意味する
。「R及びRも相互接続され得る」とは、R及びRが互いに直接結合されるか、
または他の基を介して互いに結合され得ることを意味する。アルキル基は、直鎖状、分岐
状アルキルラジカル、アルケニルラジカル、アルキニルラジカル、シクロアルキルラジカ
ル、アリールラジカル、アシルラジカル、アロイルラジカル、アルコキシラジカル、アリ
ールオキシラジカル、アルキルチオラジカル、ジアルキルアミノラジカル、アルコキシカ
ルボニルラジカル、アリールオキシカルボニルラジカル、カルバモイルラジカル、アルキ
ル−またはジアルキル−カルバモイルラジカル、アシルオキシラジカル、アシルアミノラ
ジカル、アロイルアミノラジカル、直鎖、分岐状もしくは環状、アルキレンラジカル、ま
たはこれらの組み合わせであり得る。アラルキル基は、置換アリール基であると定義され
る。
1つ以上の実施形態では、R及びRは独立して、次の式(VIII)によって表さ
れる基である。
及びRが式VIIの通りであるとき、R〜R12は各々独立して、水素、C
〜C40アルキル基、ハロゲン化物、ヘテロ原子、最大40個の炭素原子を含有するヘテ
ロ原子含有基である。多くの実施形態では、R〜R12は、メチル、エチル、プロピル
、またはブチル基などのC〜C20直鎖状または分岐状アルキル基である。R基のうち
のいずれか2つは、環状基及び/または複素環式基を形成し得る。環状基は芳香族であり
得る。一実施形態では、R、R10及びR12は独立して、メチル、エチル、プロピル
、またはブチル基である(全ての異性体を含む)。別の実施形態では、R、R10、及
びR12はメチル基であり、R及びR11は水素である。
1つ以上の実施形態では、R及びRは両方とも、次の式(IX)によって表される
基である。
及びRが式IXに従うとき、Mは、ジルコニウム、チタン、またはハフニウムな
どの第4族金属である。多くの実施形態では、Mはジルコニウムである。L、Y、及びZ
の各々は、窒素であり得る。R及びRの各々は、−CH−CH−であり得る。R
は水素であり得、R及びRは不在であり得る。
第15族金属含有触媒化合物は、次の式(X)によって表され得る。
式Xにおいて、Phはフェニルを表す。
スラリー触媒
触媒系は、初期触媒化合物を有し得るスラリー中に触媒構成成分、及びスラリーに添加
される添加溶液触媒構成成分を含み得る。初期触媒構成成分スラリーは触媒を有しない場
合がある。この場合、2つ以上の溶液触媒をスラリーに添加して、各々を担持させること
ができる。
触媒構成成分のいくつもの組み合わせが実施形態において使用され得る。例えば、触媒
構成成分スラリーは、活性化剤及び担体、または担持活性化剤を含み得る。更に、スラリ
ーは、活性化剤及び担体に加えて、触媒化合物を含み得る。注記されるように、スラリー
中の触媒化合物は担持され得る。
スラリーは、1つ以上の活性化剤及び担体ならびにもう1つの触媒化合物を含み得る。
例えば、スラリーは、2つ以上の活性化剤(アルモキサン及び修飾されたアルモキサンな
ど)及び触媒化合物を含み得るか、またはスラリーは、担持活性化剤及び2つ以上の触媒
化合物を含み得る。一実施形態では、スラリーは、担体、活性化剤、及び2つの触媒化合
物を含む。別の実施形態では、スラリーは、担体、活性化剤、及び2つの異なる触媒化合
物を含み、これらは、別個に、または組み合わせてスラリーに添加され得る。シリカ及び
アルモキサンを含有するスラリーを触媒化合物と接触させて反応させることができ、その
後スラリーは、例えば、トリム系において、別の触媒化合物と接触させられる。
スラリー中の活性化剤中の金属対触媒化合物中の金属のモル比は、1000:1〜0.
5:1、300:1〜1:1、または150:1〜1:1であり得る。スラリーは、当該
技術分野において既知の任意の不活性粒子状キャリア材料であり得る担体材料を含み得、
シリカ、フュームドシリカ、アルミナ、粘土、タルク、または上述などの他の担体材料を
含むが、これらに限定されない。一実施形態では、スラリーは、シリカ、及び以下に更に
論じられるメチルアルミノキサン(「MAO」)、修飾されたメチルアルミノキサン(「
MMAO」)などの活性化剤を含有する。
1つ以上の希釈剤またはキャリアは、スラリーまたはトリム触媒溶液中の触媒系の任意
の2つ以上の構成成分の組み合わせを容易にするために使用され得る。例えば、シングル
サイト触媒化合物及び活性化剤は、トルエンまたは別の非反応性炭化水素もしくは炭化水
素混合物の存在下で一緒に組み合わされて、触媒混合物をもたらすことができる。トルエ
ンに加えて、他の好適な希釈剤は、エチルベンゼン、キシレン、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタン、オクタン、他の炭化水素、またはこれらの任意の組み合わせを含み得るが、これ
らに限定されない。次に、乾燥またはトルエンと混合されたいずれかの担体が触媒混合物
に添加されるか、または触媒/活性化剤混合物が担体に添加され得る。
担体
本明細書で使用されるとき、用語「担体」及び「キャリア」は、互換的に使用され、タ
ルク、無機酸化物、及び無機塩化物などの多孔質担体材料を含む、あらゆる担体材料を指
す。スラリーの1つ以上のシングルサイト触媒化合物は、活性化剤と一緒に同一または別
個の担体上で担持され得るか、または活性化剤は非担持形態で使用され得るか、またはシ
ングルサイト触媒化合物とは異なる担体上に付着され得るか、またはこれらの任意の組み
合わせであってよい。これは、当該技術分野において一般的に使用される任意の技術によ
り実現することができる。当該技術分野において、シングルサイト触媒化合物を担持する
ための様々な他の方法がある。例えば、シングルサイト触媒化合物は、ポリマー結合配位
子を含有することができる。スラリーのシングルサイト触媒化合物は、噴霧乾燥され得る
。シングルサイト触媒化合物を用いた担体は官能化され得る。
担体は、例えば、第2、3、4、5、13、または14族の元素の1つ以上の無機酸化
物であり得るか、またはそれらを含み得る。無機酸化物は、シリカ、アルミナ、チタニア
、ジルコニア、ボリア、酸化亜鉛、マグネシア、またはこれらの任意の組み合わせを含み
得るが、これらに限定されない。無機酸化物の例示的な組み合わせは、アルミナ−シリカ
、シリカ−チタニア、アルミナ−シリカ−チタニア、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−
チタニア等を含み得るが、これらに限定されない。担体は、アルミナ、シリカ、またはこ
れらの組み合わせであるか、またはこれらを含み得る。本明細書に記載される一実施形態
では、担体はシリカである。本明細書に記載される別の実施形態では、担体はシリカ−ア
ルミナである。
好適な市販のシリカ担体は、PQ Corporationから入手可能なES757
、ES70、及びES70Wを含み得るが、これらに限定されない。好適な市販のシリカ
−アルミナ担体は、SASOL(登録商標)から入手可能なSIRAL(登録商標)1、
SIRAL(登録商標)5、SIRAL(登録商標)10、SIRAL(登録商標)20
、SIRAL(登録商標)28M、SIRAL(登録商標)30、及びSIRAL(登録
商標)40を含み得るが、これらに限定されない。一般的に、メチルアルミノキサン(M
AO)などの活性化剤を伴うシリカゲルを含む触媒担体は、これらの担体が溶液保有触媒
を共担持するのに良好に機能し得るため、記載のトリム系において使用される。
活性化剤
本明細書で使用されるとき、用語「活性化剤」は、触媒構成成分のカチオン種を作製す
るなどによってシングルサイト触媒化合物または構成成分を活性化することができる、担
持または非担持された、任意の化合物または化合物の組み合わせを指す場合がある。例え
ば、これは、シングルサイト触媒化合物/構成成分の金属中心からの少なくとも1つの脱
離基(本明細書に記載のシングルサイト触媒化合物中の「X」基)の引抜を含み得る。活
性化剤は、「共触媒」とも称される場合がある。
例えば、活性化剤は、ルイス酸、または非配位性イオン性活性化剤もしくはイオン化活
性化剤、またはルイス塩基、アルミニウムアルキル、及び/もしくは従来型の共触媒を含
む任意の他の化合物を含み得る。上述のメチルアルミノキサン(「MAO」)及び修飾さ
れたメチルアルミノキサン(「MMAO」)に加えて、例示的な活性化剤は、アルミノキ
サンもしくは修飾されたアルミノキサン、及び/または中性もしくはイオン性のイオン化
化合物、例えば、トリ(n−ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル
)ホウ素、トリスペルフルオロフェニルホウ素、トリスペルフルオロナフチルホウ素、ま
たはこれらの任意の組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。
アルミノキサンは、−Al(R)−O−サブ単位を有する(Rはアルキル基である)オ
リゴマーアルミニウム化合物として記載される場合がある。アルミノキサンの例としては
、メチルアルミノキサン(「MAO」)、修飾されたメチルアルミノキサン(「MMAO
」)、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、またはこれらの組み合わせを
挙げることができるが、これらに限定されない。アルミノキサンは、それぞれのトリアル
キルアルミニウム化合物の加水分解によって生成され得る。MMAOは、トリメチルアル
ミニウム及びトリイソブチルアルミニウムなどの高級トリアルキルアルミニウムの加水分
解によって生成され得る。MMAOは、一般的に、脂肪族溶媒により可溶性であり、保管
中より安定している。アルミノキサン及び修飾されたアルミノキサンを調製するための様
々な方法がある。
1つ以上の実施形態で、視覚的に透明なMAOが使用され得る。例えば、濁ったまたは
ゲル化アルミノキサンを濾過して透明なアルミノキサンを生成するか、または透明なアル
ミノキサンを濁ったアルミノキサン溶液からデカントすることができる。別の実施形態で
は、濁った及び/またはゲル化アルミノキサンが使用され得る。別のアルミノキサンは、
修飾されたメチルアルミノキサン(「MMAO」)タイプ3A(Akzo Chemic
als、Inc.から商標名Modified Methylaluminoxane
type 3Aで市販されている)を含み得る。MAOの好適な供給源は、例えば、約1
重量%〜約50重量%のMAOを有する溶液であり得る。市販のMAO溶液は、10重量
%及び30重量%のMAO溶液(Albemarle Corporation,of
Baton Rouge,La.から入手可能)を含み得る。
上に注記するように、1つ以上のアルキルアルミニウム化合物などの1つ以上の有機ア
ルミニウム化合物がアルミノキサンと共に使用され得る。例えば、使用され得るアルキル
アルミニウム種は、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塩化物、及
び/またはジイソブチルアルミニウム水素化物である。トリアルキルアルミニウム化合物
の例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム(「TEAL」)、ト
リイソブチルアルミニウム(「TiBAl」)、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ
−n−オクチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム等が
挙げられるが、これらに限定されない。
触媒構成成分溶液
触媒構成成分溶液は、触媒化合物のみを含むか、または触媒化合物に加えて、活性化剤
を含み得る。トリムプロセスにおいて使用される触媒溶液は、触媒化合物及び任意の活性
化剤を液体溶媒中に溶解することにより調製され得る。液体溶媒は、C〜C30アルカ
ンまたはC〜C10アルカンなどのアルカンであり得る。シクロヘキサンなどの環状ア
ルカン及びトルエンなどの芳香族化合物も使用され得る。加えて、鉱油が溶媒として使用
され得る。採用される溶液は、重合の条件下で液体であり、比較的不活性でなくてはなら
ない。一実施形態では、触媒化合物溶液に利用される液体は、触媒構成成分スラリーにお
いて使用される希釈剤とは異なる。別の実施形態では、触媒化合物溶液に利用される液体
は、触媒構成成分溶液において使用される希釈剤と同じである。
触媒溶液が活性化剤及び触媒化合物の両方を含む場合、溶液中の、活性化剤中の金属対
触媒化合物中の金属の比率は、1000:1〜0.5:1、300:1〜1:1、または
150:1〜1:1であり得る。様々な実施形態では、活性化剤及び触媒化合物は、溶媒
及び活性化剤または触媒化合物の重量に基づき、最大約90重量%、最大約50重量%、
最大約20重量%、好ましくは最大約10重量%、最大約5重量%、1重量%未満、また
は100ppm〜1重量%で溶液中に存在する。
触媒構成成分溶液は、本明細書の触媒節に記載される可溶性触媒化合物のいずれか1つ
を含み得る。触媒が溶液中に溶解されるとき、高溶解度が望ましい。したがって、触媒構
成成分溶液中の触媒化合物は、多くの場合、他の触媒よりも高溶解度を有し得るメタロセ
ンを含み得る。
以下に記載される重合プロセスにおいて、上述の触媒構成成分含有溶液のいずれかが、
上述の触媒構成成分含有スラリー/複数のスラリーのいずれかと組み合わされ得る。加え
て、2つ以上の触媒構成成分溶液が利用され得る。
連続性添加剤/静電気制御剤
気相ポリエチレン生成プロセスにおいて、反応器中の静電気レベルの調節に役立つ1つ
以上の静電気制御剤を使用することが望ましい場合がある。本明細書で使用される静電気
制御剤は、流動床反応器内に導入されたとき、流動床の静電荷(負、正、またはゼロ)に
影響を及ばす、またはそれを動かすことができる化学組成物である。使用される特定の背
電気制御剤は静電荷の性質に依存し得、静電気制御剤の選択は、生成されるポリマー及び
使用されるシングルサイト触媒化合物により変動し得る。
ステアリン酸アルミニウムなどの制御剤が採用され得る。使用される静電気制御剤は、
生産性に悪影響を及ぼすことなく流動床中で静電荷を受け取るその能力のために選択され
得る。他の好適な静電気制御剤は、ジステアリン酸アルミニウム、エトキシル化アミン、
及び商標名OCTASTATでInnospec Inc.により提供されるものなどの
静電気防止組成物も含み得る。例えば、OCTASTAT 2000は、ポリスルホンコ
ポリマー、高分子ポリアミン、及び油溶性スルホン酸の混合物である。
前述の制御剤のいずれかが、単独で、または制御剤として組み合わせで採用され得る。
例えば、カルボン酸金属塩は、アミン含有制御剤と組み合わせることができる(例えば、
カルボン酸金属塩とKEMAMINE(登録商標)(Crompton Corpora
tionから入手可能)またはATMER(登録商標)(ICI Americas I
nc.から入手可能)系の製品に属するいずれの系類とを)。
他の有用な連続性添加剤は、次の一般式を有するポリエチレンイミンを含み得る、本明
細書に開示される実施形態において有用なエチレンイミン添加剤を含み、
−(CH−CH−NH)
式中、nは、約10〜約10,000であり得る。ポリエチレンイミンは、直鎖状、分
岐状、または多分岐状(例えば、樹状または樹枝状ポリマー構造を形成する)であり得る
。それらは、エチレンイミンのホモポリマーもしくはコポリマーまたはこれらの混合物(
以後、ポリエチレンイミンと称される)であり得る。化学式−−[CH−CH−NH
]−−によって表される直鎖状ポリマーはポリエチレンイミンとして使用され得るが、一
次、二次、及び三次分岐を有する材料も使用され得る。市販のポリエチレンイミンは、エ
チレンイミンポリマーの分岐を有する化合物であり得る。
好適なポリエチレンイミンは、商標名LupasolでBASF Corporati
onから市販されている。これらの化合物は、広範な分子量及び生成物活性として調製さ
れ得る。本発明において使用するのに好適なBASFにより販売される市販のポリエチレ
ンイミンの例としては、Lupasol FG及びLupasol WFが挙げられるが
、これらに限定されない。
別の有用な連続性添加剤は、ジステアリン酸アルミニウムとエトキシル化アミン型化合
物との混合物、例えば、Huntsman(前のCiba Specialty Che
micals)から入手可能なIRGASTAT AS−990を含み得る。ジステアリ
ン酸アルミニウムとエトキシル化アミン型化合物との混合物は、鉱油、例えば、市販製品
であるHydrobrite 380中でスラリー化され得る。例えば、ジステアリン酸
アルミニウムとエトキシル化アミン型化合物との混合物は、約5重量%〜約50重量%、
または約10重量%〜約40重量%、または約15重量%〜約30重量%の範囲の総スラ
リー濃度を有するように、鉱油中にスラリー化され得る。
連続性添加剤または静電気制御剤は、再利用を除く反応器への合計供給の重量に基づき
、0.05〜200ppmの範囲の量で反応器に添加され得る。いくつかの実施形態では
、連続性添加剤は、2〜100ppmの範囲の量で、または4〜50ppmの範囲の量で
添加され得る。
気相重合反応器
図1は、気相反応器系100の概略図であり、少なくとも2つの触媒の添加を示し、そ
のうちの少なくとも1つはトリム触媒として添加される。触媒構成成分スラリー、好まし
くは少なくとも1つの担体及び少なくとも1つの活性化剤、少なくとも1つの担持活性化
剤、及び任意の触媒化合物を含む鉱油スラリーは、槽または触媒ポット(cat pot
)102に設置され得る。一実施形態では、触媒ポット102は、固体濃度を均質に保つ
ように設計された攪拌保持タンクである。好ましくは溶媒と少なくとも1つの触媒化合物
及び/または活性化剤とを混合することによって調製された触媒構成成分溶液は、トリム
ポット104と呼ばれ得る別の槽に設置される。次に、触媒構成成分スラリーは、触媒構
成成分溶液とインラインで混合されて最終触媒組成物を形成し得る。シリカ、アルミナ、
フュームドシリカ、または任意の他の粒子状物質などの核形成剤106は、インラインで
スラリー及び/もしくは溶液に、または槽102もしくは104に添加され得る。同様に
、追加の活性化剤または触媒化合物がインラインで添加され得る。例えば、異なる触媒を
含む第2の触媒スラリーは、第2の触媒ポットから導入され得る。2つの触媒スラリーは
、トリムポットからの溶液触媒を添加して、または添加することなく触媒系として使用さ
れ得る。
触媒構成成分スラリー及び溶液は、インラインで混合され得る。例えば、溶液及びスラ
リーは、静的ミキサー108または撹拌槽(図示せず)を利用することによって混合され
得る。触媒構成成分スラリー及び触媒構成成分溶液の混合は、元々溶液中の触媒構成成分
が元々スラリー中に存在する担持活性化剤に移動するように、触媒構成成分溶液中の触媒
化合物を触媒構成成分スラリー中に分散させるのに十分に長くなくてはならない。組み合
わせは、触媒組成物を形成する担持活性化剤上に触媒化合物の均一な分散を形成する。ス
ラリー及び溶液が接触する時間長は、典型的には、約1〜約60分、約5〜約40分、ま
たは約10〜約30分など、最大約120分である。
重合反応器の直前に、炭化水素溶媒に触媒、活性化剤、及び任意の担体または追加の共
触媒を組み合わせるとき、組み合わせが1時間未満、30分未満、または15分未満で新
しい重合触媒をもたらすことが望ましい。新しい触媒は反応器内に導入される前に準備が
できているため、時間がより短ければより効果的であり、より速い流速の可能性を提示す
る。
別の実施形態では、アルミニウムアルキル、エトキシル化アルミニウムアルキル、アル
ミノキサン、静電気防止剤またはホウ酸塩活性化剤、例えば、C〜C15アルキルアル
ミニウム(例えば、トリ−イソブチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム等)、C
〜C15エトキシル化アルキルアルミニウムもしくはメチルアルミノキサン、エチルアル
ミノキサン、イソブチルアルミノキサン、修飾されたアルミノキサン等が、インラインで
スラリーと溶液との混合物に添加される。アルキル、静電気防止剤、ホウ酸塩活性化剤、
及び/またはアルミノキサンは、アルキル槽110から直接溶液とスラリーとの組み合わ
せに添加されるか、または追加のアルカン(イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、及びま
たはオクタンなど)キャリア流を介して、例えば、炭化水素槽112から添加され得る。
追加のアルキル、静電気防止剤、ホウ酸塩活性化剤、及び/またはアルミノキサンは、最
大約500ppm、約1〜約300ppm、10〜約300ppm、または約10〜約1
00ppmで存在し得る。使用され得るキャリア流は、特に、イソペンタン及びまたはヘ
キサンを含む。キャリアは、反応器の大きさによるが、典型的には、約0.5〜約60l
b/時間(27kg/時間)以上の速度でスラリーと溶液との混合物に添加され得る。同
様に、窒素、アルゴン、エタン、プロパンなどのキャリアガス114は、スラリーと溶液
との混合物にインラインで添加され得る。典型的には、キャリアガスは、約1〜約100
lb/時間(0.4〜45kg/時間)、または約1〜約50lb/時間(5〜23kg
/時間)、または約1〜約25lb/時間(0.4〜11kg/時間)の速度で添加され
得る。
別の実施形態では、液体キャリア流は、下方向に移動している溶液とスラリーとの組み
合わせ内に導入される。溶液、スラリー、及び液体キャリア流の混合物は、ガス状のキャ
リア流と接触する前に、混合用のミキサーまたは長いチューブを通過し得る。
同様に、1−ブテン、1−ヘキセン、別のα−オレフィン、またはジオレフィンなどの
コモノマー116が、スラリーと溶液との混合物にインラインで添加され得る。スラリー
/溶液混合物は、次いで、注入チューブ120を通って反応器122に入る。いくつかの
実施形態では、注入チューブは、スラリー/溶液混合物をエアロゾル化してよい。任意の
数の好適なチューブの大きさ及び構成がスラリー/溶液混合物をエアロゾル化及び/また
は注入するために使用され得る。一実施形態では、循環ガスなどのガス流124、もしく
は再利用ガス126、モノマー、窒素、または他の材料が、注入チューブ118を囲む担
体チューブ128内に導入される。
一実施形態では、循環ガスなどのガス流124、もしくは再利用ガス126、モノマー
、窒素、または他の材料が、注入チューブ120を囲む担体チューブ128内に導入され
る。反応器122中の粒子の適切な形成を補助するために、フュームドシリカなどの核形
成剤118が、反応器122内に直接添加され得る。
メタロセン触媒または他の類似する触媒が気相反応器において使用されるとき、酸素ま
たはフルオロベンゼンは、直接反応器122に、または重合速度を制御するためにガス流
126に添加され得る。よって、メタロセン触媒(酸素またはフルオロベンゼンに感受性
である)は、気相反応器において、別の触媒(酸素に感受性ではない)と組み合わせて使
用され、酸素は、他の触媒の重合速度に対してメタロセン重合速度を修正するために使用
され得る。そのような触媒の組み合わせの例は、ビス(n−プロピルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウム二塩化物と[(2,4,6−Me)NCH CH
NHZrBn(式中、Meはメチルである)、またはビス(インデニル)ジルコニウム
二塩化物と[(2,4,6−Me)NCHCHNHHfBn(式中
、Meはメチルである)である。例えば、窒素供給中の酸素濃度が0.1ppmから0.
5ppmに変更される場合、ビスインデニルZrClから大幅に少ないポリマーが生成
され、[(2,4,6−Me)NCHCHNHHfBnから生成さ
れたポリマーの相対量は増加する。一実施形態では、スラリー及び溶液の接触温度は、0
℃〜約80℃、約0℃〜約60℃、約10℃〜約50℃、及び約20℃〜約40℃の範囲
である。
上記の例は、追加の溶液及びスラリーが含まれ得るため、限定されない。例えば、スラ
リーは、同じまたは異なる触媒化合物及びまたは活性化剤を有する2つ以上の溶液と組み
合わせることができる。同様に、溶液は、各々が同じまたは異なる担体、及び同じまたは
異なる触媒化合物及びまたは活性化剤を有する2つ以上のスラリーをスラリーと組み合わ
せることができる。同様に、2つ以上のスラリーは、2つ以上の溶液と好ましくはインラ
インで組み合わされ、スラリーは各々、同じまたは異なる担体を含み、同じまたは異なる
触媒化合物及びまたは活性化剤を含み得、溶液は、同じまたは異なる触媒化合物及びまた
は活性化剤を含む。例えば、スラリーは、担持活性化剤及び2つの異なる触媒化合物を含
有し得、2つの溶液は各々、スラリー中に触媒のうちの1つを含有し、各々独立して、イ
ンラインでスラリーと組み合わされる。
生成物の特性を制御するための触媒組成物の使用
生成物ポリマーの特性は、上述の溶液、スラリー、及びいずれの任意の添加材料(核形
成剤、触媒化合物、活性化剤等)の混合のタイミング、温度、濃度、ならびに順序を調整
することにより制御され得る。MWD、SCBD、各触媒によって生成されたポリマーの
相対量、及び生成されたポリマーの特性は、プロセスパラメータを操作することによって
も変更することができる。特に重合系中の水素濃度の操作、重合系中の第1の触媒の量の
変更または重合系中の第2の触媒の量の変更を含む、任意の数のプロセスパラメータ調整
され得る。調整され得る他のプロセスパラメータは、重合プロセスにおける触媒の相対比
を変更すること(及び任意に、安定した、または一定のポリマー生成速度を維持するため
に、それらの個々の供給速度を調整すること)を含む。反応器122中の反応物の濃度は
、プロセスから引き抜かれる、もしくはパージされる液体またはガスの量を変更する、重
合プロセスに戻される回収した液体及び/もしくは回収したガスの量及び/または組成を
変更することにより調整することができ、回収した液体または回収したガスは、重合プロ
セスから排出されたポリマーから回収され得る。更に、調整され得るパラメータは、特に
重合温度の変更、重合プロセスにおけるエチレン分圧の変更、重合プロセスにおけるエチ
レンのコモノマーに対する比率の変更または活性化配列における活性化剤の遷移金属に対
する比率の変更を含む。スラリーまたは溶液の相対供給速度の変更、インラインでのスラ
リー及び溶液の混合の混合時間、温度、及びまたは程度の変更、異なる種類の活性化剤化
合物の重合プロセスへの添加、ならびに酸素もしくはフルオロベンゼンまたは他の触媒毒
の重合プロセスへの添加などの時間依存パラメータが調整され得る。これらの調整の任意
の組み合わせは、最終ポリマー生成物の特性を制御するために使用され得る。
一実施形態では、ポリマー生成物のSCBDは、一定間隔で測定され、温度、触媒化合
物供給速度、2つ以上の触媒の互いに対する比率、コモノマーのモノマーに対する比率、
モノマー分圧、及びまたは水素濃度などの上記プロセスパラメータのうちの1つは、必要
に応じて組成を所望のレベルにするために変更される。SCBDは昇温溶出分別(TRE
F)により行われ得るか、または類似する技術のTREFが溶出温度の関数として組成を
測定する。実施例において論じられるように、TREFは、溶出温度の関数としてSCB
Dを測定することができる。以下に記載されるように、ゲル浸透クロマトグラフィー(G
PC)によりいくつかの溶出画分の分子量分布を測定するなど、技法の組み合わせが使用
され得る。
一実施形態では、ポリマー生成物の特性はインラインで測定され、それに応じて、組み
合わされる触媒の比率が変更される。一実施形態では、触媒構成成分スラリー中の触媒化
合物の、触媒構成成分溶液中の触媒化合物に対するモル比は、スラリー及び溶液が混合さ
れて最終触媒組成物を形成した後、500:1〜1:500、または100:1〜1:1
00、または50:1〜1:50、または10:1〜1:10、または5:1〜1:5で
ある。別の実施形態では、スラリー中の第15族触媒化合物の、溶液中の配位子メタロセ
ン触媒化合物に対するモル比は、スラリー及び溶液が混合されて触媒組成物を形成した後
、500:1、100:1、50:1、10:1、5:1、1:5、1:10、1:10
0、または1:500である。測定された生成物の特性は、ポリマー生成物の動的剪断粘
度、フローインデックス、メルトインデックス、密度、MWD、コモノマー含有量、SC
BD、及びこれらの組み合わせを含み得る。本明細書に記載されるポリエチレンポリマー
は、例えば、それぞれ、GPC及びTREFによるそのMWD及び/またはSCBD曲線
上で、単峰性または多峰性であり得る。別の実施形態では、触媒化合物の比率が変更され
るとき、触媒組成物の反応器への導入速度、または他のプロセスパラメータは、所望の生
成速度を維持するために変更される。
いかなる理論に拘束される、または制限されるわけではないが、本明細書に記載される
プロセスは、担体、好ましくは担持活性化剤中及びその上に溶液触媒化合物を固定すると
、発明者達は考えている。本明細書に記載されるインライン固定技術は、好ましくは、反
応器に導入されるとき、適切な粒子形態、かさ密度、または高触媒活性を有し、触媒化合
物溶液を反応器内に導入するためにさらなる機器、特に気相またはスラリー相反応器を必
要とすることなく、好適なポリマー特性を提供する担持触媒系をもたらす。
重合プロセス
触媒系は、1つ以上のオレフィンを重合して、そこから1つ以上のポリマー生成物をも
たらすために使用され得る。高圧、溶液、スラリー、及び/または気相重合プロセスを含
むが、これらに限定されない、任意の好適な重合プロセス使用され得る。気相重合以外の
他の技術を使用する実施形態では、図1に関して論じられるものと類似する触媒添加系の
修正物が使用され得る。例えば、トリム系は、ポリエチレンコポリマーを生成するための
ループスラリー反応器に触媒を供給するために使用され得る。
用語「ポリエチレン」及び「ポリエチレンコポリマー」は、少なくとも50重量%エチ
レン由来単位を有し得る。様々な実施形態では、ポリエチレンは、少なくとも70重量%
エチレン由来単位、少なくとも80重量%エチレン由来単位、少なくとも90重量%エチ
レン由来単位、少なくとも95重量%エチレン由来単位、または100重量%エチレン由
来単位を有し得る。本明細書に記載されるポリエチレンポリマーは、一般的にコポリマー
であるが、1つ以上の他のモノマー単位を有するターポリマーも含み得る。本明細書に記
載されるように、ポリエチレンは、例えば、少なくとも1つ以上の他のオレフィンまたは
コモノマーを含み得る。好適なコモノマーは、3〜16個の炭素原子、3〜12個の炭素
原子、4〜10個の炭素原子、及び4〜8個の炭素原子を含有し得る。コモノマーの例と
しては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オ
クテン、4−メチルペント−1−エン、1−デセン、1−ドデセン、1−ヘキサデセン等
が挙げられるが、これらに限定されない。
再び図1を参照すると、流動床反応器122は、反応区間130及び速度減少区間13
2を含み得る。反応区間130は、反応区間を通して重合の熱を除去するためのガス状モ
ノマー及び希釈剤の継続的な流れによって流動化された成長ポリマー粒子、形成されたポ
リマー粒子、及び少量の触媒粒子を含む床134を含み得る。任意に、再循環ガス124
の一部は、冷却及び圧縮されて、反応区間に再投入されたときに循環ガス流の熱除去量を
増大する液体を形成し得る。好適なガスの流れ速度は、実験により容易に決定することが
できる。ガス状モノマーの循環ガス流に対する構成は、粒子状ポリマー生成物及びそれに
関連するモノマーが反応器から引き抜かれ、反応器を通過するガスの組成が反応区間内の
本質的に安定したガス状組成を維持するように調整され得る速度と等しい速度であり得る
。反応区間130を退出するガスは、例えば、減速及び反応区間130に後退することに
より、輸送粒子が除去される速度減少区間132に送られ得る。所望する場合、より細か
い輸送粒子及び粉塵は、サイクロン及び/または細密フィルタなどの分離系136で除去
することができる。ガス124は、重合熱の少なくとも一部を除去し得る熱交換器138
を通過することができる。次に、ガスは、圧縮機140において圧縮され、反応区間13
0に戻され得る。
流体床プロセスの反応器温度は、約30℃超、約40℃、約50℃超、約90℃超、約
100℃超、約110℃超、約120℃超、約150℃超、またはそれ以上であってよい
。一般に、反応器温度は、反応器内のポリマー生成物の焼結温度を考慮した最高実行可能
温度で動作される。よって、一実施形態では、上限温度は、反応器で生成されたポリエチ
レンコポリマーの溶融温度である。しかしながら、より高い温度は狭いMWDをもたらし
、これは、本明細書に記載されるように、MCN、または他の共触媒の添加により改善す
ることができる。
水素ガスは、「Polypropylene Handbook」(Hanser P
ublishers,1996)の76〜78頁などに記載されるように、ポリオレフィ
ンの最終的な特性を制御するために、オレフィン重合に使用され得る。ある特定の触媒系
を使用することにより、水素の濃度増加(分圧)は、生成されたポリエチレンコポリマー
のメルトインデックス(MI)またはフローインデックス(FI)を増加させることがで
きる。メルトインデックスは、よって、水素濃度によって影響を受ける場合がある。重合
における水素の量は、総重合可能モノマー、例えば、エチレン、またはエチレンとヘキセ
ンまたはプロピレンとのブレンドに対するモル比として表される。
重合プロセスに使用される水素の量は、最終ポリオレフィンポリマーの所望のメルトイ
ンデックスを達成するのに必要な量であってよい。例えば、水素対総モノマーのモル比(
:モノマー)は、約0.0001超、約0.0005超、または約0.001超であ
り得る。更に、水素対総モノマーのモル比(H:モノマー)は、約10未満、約5未満
、約3未満、及び約0.10未満であってよい。望ましい水素対モノマーのモル比の範囲
は、本明細書に記載される任意のモル比上限と任意のモル比下限の任意の組み合わせを含
み得る。別の方法で表すと、任意の時間での反応器内の水素の量は、別の実施形態では、
重量に基づき、最大約5,000ppm、最大約4,000ppm、別の実施形態では、
最大約3,000ppm、または約50ppm〜5,000ppm、または約50ppm
〜2,000ppmの範囲であり得る。反応器内の水素の量は、下限が約1ppm、約5
0ppm、または約100ppmから上限が約400ppm、約800ppm、約1,0
00ppm、約1,500ppm、または約2,000ppmの範囲であり得る。更に、
水素対総モノマー(H:モノマー)の比率は、約0.00001:1〜約2:1、約0
.005:1〜約1.5:1、または約0.0001:1〜約1:1であり得る。気相プ
ロセスにおける(単段または2段以上のいずれか)1つ以上の反応器圧は、690kPa
(100psig)〜3,448kPa(500psig)、1,379kPa(200
psig)〜2,759kPa(400psig)の範囲、または1,724kPa(2
50psig)〜2,414kPa(350psig)の範囲で変動し得る。
気相反応器は、1時間当たり約10kgのポリマー(25lb/時間)〜約90,90
0kg/時間(200,000lb/時間)以上、及び約455kg/時間(1,000
lb/時間)超、約4,540kg/時間(10,000lb/時間)超、約11,30
0kg/時間(25,000lb/時間)超、約15,900kg/時間(35,000
lb/時間)超、及び約22,700kg/時間(50,000lb/時間)超、及び約
29,000kg/時間(65,000lb/時間)〜約45,500kg/時間(10
0,000lb/時間)生成することが可能であり得る。
注記されるように、スラリー重合プロセスも実施形態において使用され得る。スラリー
重合プロセスは、一般的に、約101kPa(1気圧)〜約5,070kPa(50気圧
)以上の範囲の圧力、及び約0℃〜約120℃、より具体的には約30℃〜約100℃の
範囲の温度を使用する。スラリー重合において、固体の粒子状ポリマーの懸濁は、エチレ
ン、コモノマー、及び水素が触媒と共に添加され得る液体重合希釈培地中で形成され得る
。希釈剤を含む懸濁液は、揮発性構成成分がポリマーから分離され、任意に蒸留後に反応
器に再利用される反応器から間欠的にまたは継続的に除去され得る。重合培地に採用され
る液体希釈剤は、3〜7個の炭素原子を有するアルカン、例えば、分岐状アルカンなどで
あり得る。採用される培地は、重合の条件下で液体であり、比較的不活性でなくてはなら
ない。プロパン培地が使用されるとき、プロセスは、反応希釈臨海温度及び圧力を上回っ
て動作されるべきである。一実施形態では、ヘキサン、イソペンタン、またはイソブタン
培地が採用され得る。スラリーは、継続ループ系で循環され得る。
生成物ポリエチレンは、約15〜約300、または約15〜約150未満、または、多
くの実施形態では、約15〜約50の範囲のメルトインデックス比(MIRまたはI21
/I)を有し得る。フローインデックス(FI、HLMI、またはI21は、ASTM
D1238(190℃、21.6kg)に従い測定され得る。メルトインデックス(M
I、I)は、ASTM D1238(190℃で、2.16kg重量)に従い測定され
得る。
密度は、ASTM D−792に従い決定され得る。密度は、別途記載のない限り、1
立方センチメートル(g/cm)当たりのグラムとして表される。ポリエチレンは、下
限が約0.89g/cm、約0.90g/cm、または約0.91g/cmから上
限が約0.95g/cm、約0.96g/cm、または約0.97g/cmの範囲
の密度を有し得る。ポリエチレンは、ASTM D1895B法に従い測定される、約0
.25g/cm〜約0.5g/cmのかさ密度を有し得る。例えば、ポリエチレンの
かさ密度は、下限が約0.30g/cm、約0.32g/cm、または約0.33g
/cmから上限が約0.40g/cm、約0.44g/cm、または約0.48g
/cmの範囲であり得る。
ポリエチレンは、フィルム、繊維、不織布、及び/もしくは織布などの物品、押出品、
ならびに/または成形品に適していてよい。フィルムの例としては、食品接触及び非食品
接触用途における収縮フィルム、クリングフィルム、延伸フィルム、封止フィルム、配向
フィルム、スナック包装、重質袋、買い物袋、焼いてある及び冷凍食品包装、医療用包装
、工業用ライナー等、農業用フィルム及びシートに有用な、単押出層、共押出もしくは積
層により形成された吹込またはキャストフィルムが挙げられる。繊維の例としては、フィ
ルタ、おむつ用布、衛生製品、医療用衣服、ジオテキスタイル等を作製するための織物形
態または不織形態で使用するための、溶融紡糸、溶液紡糸、及びメルトブローン繊維動作
が挙げられる。押出品の例としては、チュービング、医療用チューブ、ワイヤ、及びケー
ブルコーティング、パイプ、ジオメンブレン、ならびに池用内張りを含む。成形品の例と
しては、ボトル、タンク、大型中空物品、剛性の食品容器、及びおもちゃなどの形態の、
射出成形または回転成形またはブロー成形プロセスによる単層及び多層構造物を含む。
前述の考察のより良い理解を可能にするために、以下の非限定的な実施例を提供する。
全ての部、比率、及びパーセンテージは、別途記載のない限り、重量である。
本明細書に記載されるように、C−C α−オレフィンなどのコモノマーは、エチ
レンモノマーと共に、反応物に添加されて、ポリエチレンコポリマーにおいて短鎖分岐(
SCB)を作製する。ポリマーにおける分子内及び/または異なる分子間のSCBの種類
、レベル、ならびに分布は、結晶形態、タイチェーン(tie chain)の確率、樹
脂密度、加工性、剛性、靭性、光学特性、溶融分布、及び熱溶着特性において、ポリマー
に対して大きな作用を有し得る。
対照的に、長鎖分岐(LCB)は、その長さが直鎖状ポリマー鎖の臨界絡み合い長さと
同等である分枝を指す。このような分枝は、ポリマーレオロジー、そしてその結果として
、製造プロセスにおけるポリマーの性能に対して強い効果を有する。その長い弛緩性質に
より、LCBは、配向効果により、製造された物品の靭性に対しても顕著な効果を有し得
る。分子量を制御するために、水素がポリマー反応物に添加され得る。水素は、本質的に
反応物中のモノマーまたはコモノマー分子に取って代わる鎖終結剤として作用する。これ
は、現時点のポリマー鎖の形成を停止し、新しいポリマー鎖を開始させる。
向上された剛性、靭性、及び加工性を有するポリエチレンポリマー
オンライン組成調整により、例えば、図1に関して論じられるトリム触媒系を用いて、
異なる剛性、靭性、及び加工性(S/T/P)の組み合わせを提供するために、いくつか
のポリマー触媒系を開発した。これらの触媒系は、本明細書に定義される長鎖分岐(LC
B)の不在下で、広域直交組成分布(BOCD)生成物、または広域組成分布(BCD)
生成物を作製する可能性を示す一連の触媒化合物を利用する。この組み合わせは、既存の
生成物を超えたS/T/P属性を提供するパラメータを制御することを可能にする。
概念は、2つのパイロットプラントキャンペーンにおいて行われた重合実行を用いて検
証された。表1は、第1のパイロットプラントキャンペーンで生成されたポリマーを示す
。このキャンペーンは、異なる比率でSMAO(シリカ−メチルアルミノキサン)上に共
担持された、触媒一致式(III)ならびに触媒組成物含有式(IV−A)及び(IV−
B)を含む触媒対を用いて行われた。全ての実行は、約78℃、例えば、約77.3℃〜
約78.9℃の温度で行われた。
第1のキャンペーンは、固定された混合触媒対で広範囲の生成物を作製する概念を検証
し、2つの触媒の比率を変更することにより異なる生成物を得ることができた。生成物は
、吹込フィルムの評価を行うことができるように、既存の生成物のものと類似するMI及
び密度で作製された。
表1において、ポリマー1−1、1−8、1−9、及び1−10は、実施形態に記載さ
れる実験ポリマー1−2〜1−7との比較のために作製された対照試料である。対照ポリ
マー1−8及び1−9は、触媒ジメチルシリル−ビス−(テトラヒドロインデニル)ジル
コニウム二塩化物MeSi(HInd)ZrClを用いて作製された。この触媒
系及びそれが作製できる対応するポリマーは、米国特許第6,255,426号(Lue
等、以後「‘426特許」)に論じられている。ポリマー1−1及び1−10は、SMA
O上に担持された純触媒一致構造(III)を用いて作製された。
例示的な混合触媒系(ポリマー1−2〜1−4)を用いた第1のキャンペーンからのポ
リマーに対する吹込フィルムの評価は、他の触媒を用いて生成されたポリマーと比較して
、組み合わせのS/T/P特性において実質的な改善を示した。ポリマーの加工性は、I
−21/I−2の比率である、表1に示されるMIRによって表される。より高いMIR
は、より容易に加工されたポリマーを表す。
図2は、いくつかの異なるポリマーの剛性、靭性、及び加工性を比較するプロット20
0である。x軸202は、1%正割係数の平均縦方向及び横方向結果によって測定された
ときの剛性を表す。y軸204は、g/ミルでの落槍を表す。プロット200に示される
数値は、表2に列記される結果番号に対応する。点線206は、‘426特許に記載され
るポリマー、即ち、対照ポリマー1−8及び1−9(表2及び図2の結果9〜12)のた
めに開発されたモジュラスと落槍衝撃との間の関係に対応する。試験のために、1ミル(
25.4μm)及び2ミル(50.8μm)の2つの異なるフィルム厚(FG)が、各ポ
リマーに対して作製され、両方とも2.5の膨張比(BUR)で60ミル(1.52mm
)の単型ギャップから押し出された。例示的なポリマーである結果5〜8に関して、より
厚いフィルムは、落槍及び合成の両方において増加を示す。
図2に示されるように、例示的なポリマー1−2及び1−4(表2及び図2の結果5〜
8)は、対照ポリマー1−1及び1−10(表2及び図2の結果1−4)と類似する落槍
−モジュラス関係を有し、例えば、モジュラスが増加するにつれて落槍が指数関数的に減
少する。しかしながら、対照ポリマー1−8及び1−9の関係206と比較すると、実験
ポリマー1−2及び1−4は、実質的に改善された落槍−モジュラス関係を示す。更に、
実験ポリマー1−2及び1−4のMIRは、対照1−1及び1−10よりも高く(50〜
60台対20〜30台)、例示的ポリマーが等しいまたは類似するMIでより容易に加工
されることを示す。
得られた差は、更に表3に図示される。表3は、第1のパイロットプラント実行におい
て作製されたポリマーから得た結果の表である。実験ポリマーは、識別情報が表1のポリ
マーに対応する列1−2及び1−4として示される。図2に関して論じられるように、2
つの実験ポリマーの MIRの値は、対照ポリマー1−10、1−1、1−9、及び1−
8の値よりも高く、容易な加工性の性質を示す。これは、利用可能な総動力の割合として
所与の出力速度でフィルム試料を吹込むのに必要とされる動力を示すモーター負荷のため
に得た値によって確認される。2つの実験ポリマーのモーター負荷の値は、一般的に、対
照ポリマーの値よりも低く、比較が類似するMI、例えば、実験ポリマー1−2対対照ポ
リマー1−10、1−11、及び1−9に基づいて行われたときに最も明らかとなる。同
様に、表3のエネルギー比出力(E.S.O)の値の比較は、実験ポリマー1−2が押出
機への所与の動力入力に対して対照ポリマー1−10、1−11、及び1−9よりも高い
出力速度を有することを明らかに示す。加工性の改善に加えて、靭性及び落槍の値の増加
が表3に示されるが、これらは図2のプロットにおいてより明確に図示される。
試験された代替実施形態
第2のパイロットプラントキャンペーンは、基本触媒として式(III)の触媒の噴霧
乾燥バージョンを使用し、オンラインで、それを、4つの異なる「トリム触媒」、例えば
、式(IV−A及びB)、(IV−C)、(IV−D)、及び(V−A)と混合した。表
4は、第2のパイロットプラント実行で生成されたポリマーを示す。データは小規模サン
プリング及び均質化による特定のグレードの生成状況の1つを提供することを注記してお
く。よって、値は、単に本ポリマー系を用いて生成され得る値の例である。第2のキャン
ペーンの主な目的は、調整概念を検証し、生成物の組成がどのように変化するかを調査す
るためであった。特定のMI/密度標的を達成する試みはなされなかった。いくつかの異
なるポリマーの種類が本明細書に記載される手順に従い作製された。これらのポリマーの
種類は、トリム触媒アプローチを用いて調整可能な生成物を作り出すための現在の手順の
柔軟性を図示し、下の表5〜8に関して論じられる。
フィルム試験は、このパイロットプラント実行において生成された選択された樹脂、及
び第1のパイロットプラント実行において生成された樹脂のうちの1つに対して行われ、
結果を表5及び6に示す。表5において、対照は、ポリマー1−8(表1)と同じ商業グ
レードの異なるロットであり、1−8Bと標示された。表5の結果は、全ての実験ポリマ
ー1−3(表1)、2−3b、及び2−4bから作製されたフィルムが剛性において対照
と類似するが、高いMD引き裂き強度の値、及び実質的に高い落槍の値を有することを示
し、改善された靭性を示す。更に、全ての実験ポリマー1−3、2−3b、及び2−4B
はまた、モーター負荷について低い値、及びエネルギー比出力(E.S.O)について高
い値を有し、改善された加工性を示すが、これも一部高いメルトインデック(I−2)に
よるものである可能性がある。
表6は、ポリマー特性を制御するために別のトリム系(表4に示される)を用いて実験
ポリマー2−6Aについて得た結果と比較する。4つのポリエチレン樹脂が対照ポリマー
として使用される:Exceed 1327CA(ExxonMobil Chemic
alから入手可能)、ML2610PNX(HfP触媒系を用いて作製)、LL3201
.69(1−ヘキセンコモノマーを含むチーグラー・ナッタ触媒)、及び有効な2705
CH(市販のLLDPE)。実験ポリマー2−6Aは、剛性において対照と類似する。し
かしながら、実験ポリマー2−6Aは、落槍において比較ポリマーのいずれかよりも実質
的に高く、対照よりも非常に頑強であることを示す。更に、引き裂き強度値は、対照値よ
りも実質的に高く、靭性の増加を確認する。この種類のポリマーは、チーグラー・ナッタ
(ZN)種類の触媒を用いて作製されたポリマーの効果的な代替えである樹脂を作製し得
る。
本明細書に記載されるトリム系で作製された触媒のフィルム特性の比較は、チーグラー
触媒で作製されたポリマーのブレンドとの比較において行われた。第3のパイロットプラ
ントキャンペーン中、コモノマーとしてブテン(C4)を有する2つのトリムコポリマー
生成物は、触媒系A及び触媒系Bとして作製され、両方とも式(III)を有する触媒を
使用し、式(IV−A)及び(IV−B)の触媒の混合物でトリムされた。チーグラー・
ナッタのような従来の触媒系を用いる、コモノマーである1−ブテン(C4)は、1−ヘ
キセンコモノマーで作製された生成物よりも質が低い生成物を生成することが知られてい
るが、経済的にはより好ましい。本明細書において論じられる開発に基づいて、本明細書
に記載される生成物は、ある程度のBOCD特徴を有し、したがって、従来のZN−LL
C4生成物に対して、剛性、靭性、及び加工性(S/T/P)においてある特定の形態の
改善を有するだろうと考えられた。より具体的には、実験ポリマーは(ZNLLC4+H
P−LDPE)及び/またはZN−LLC6様靭性(例えば、落槍)のLL豊富ブレンド
に対してS/T/Pの利点を提供するだろうと期待された。
表7のデータは、実験C4ポリマーと対照のポリマーブレンドであるLLC4/HPL
D(高圧重合プロセス(HPLD)によるチーグラー・ナッタ触媒LLC4生成物及びL
DPEから形成された)との間の比較に関するデータを示す。実験C4ポリマーは様々な
S/T/P測定の全てにわたって実質的な改善を示さなかったが、実験ポリマーの落槍衝
撃及び縦方向(MD)引き裂き強度は、従来のZN−LLC6生成物のものに近づいてい
る結果を示した。
表4〜7のデータから、トリムプロセスが本明細書に記載される特徴を有するポリマー
を作り出すために良好に使用され得ることが分かる。したがって、様々な実施形態は、標
的ポリマーを生成するために気相重合プロセスにおいてトリムプロセスを使用する。
別のパイロットプラントキャンペーン中、コモノマーとしてブテン(C4)を有する2
つの追加のトリムコポリマー生成物は、III及びIV−A,B(モル基準で85% I
II及び15% IV−A,B)の混合物を含む触媒式を用いて作製され、IV−A,B
の溶液でトリムされた。ブテンコポリマーのフィルム及び樹脂特性は、表8の対照試料L
L1001x26及びLL3001.63(それぞれ、従来のチーグラー・ナッタ触媒系
から作製され、ExxonMobil Chemical Companyから入手可能
な市販のC4及びC6 LLDPE)と比較される。このキャンペーンは、担体上に基本
触媒として約85%の式(III)の触媒及び15%の式(IV−A及びB)を含む噴霧
乾燥バージョンを使用した。共担持触媒は、追加量の式(IV−A及びB)のトリム触媒
と混合される。表8に示されるように、これは、チーグラー・ナッタ触媒及びブテンコポ
リマーを用いて作製されたLLDPEポリマーと比較して、良好な特性を示したポリマー
をもたらした。
長鎖分岐(LCB)の相違
本明細書に記載の技法を用いて生成された樹脂によりもたらされる利点は、本樹脂にお
けるLCBの不在を対照樹脂(ポリマー1−8及び1−9)におけるLCBの存在と比較
することにより説明され得る。これは、LCBの存在を検出する手段として文献に記載さ
れているvan Gurp−Palmen(vGP)プロットを用いて行われ得る。Ce
sar A.Garcia−Franco,et al.,“Similarities
between Gelation and Long Chain Branchi
ng Viscoelastic Behavior,”Macromolecules
,Vol. 34,No.10,pp. 3115−3117を参照。
図3は、第1のパイロットプラント実行において生成された生成物の比較を示すvan
Gurp−Palmen(vGP)プロット300である。x軸302はラジアン/秒
での周波数を表し、一方で、y軸304は度での損失角を表す。プロットの各々は、表1
からの対応する名称で標示される。ωの関心の範囲、即ち、0.1〜251Rad/秒に
おいて、対照ポリマー1−8及び1−9は、変曲点を示した(凹面部分を含む)。更に、
対照ポリマー1−8及び1−9の両方は、LCBの存在について知られている。逆に、実
験ポリマー1−1〜1−7の全ては、変曲点を示さなかった。変曲点は、図4に示される
ように、vGPプロットの一次導関数によって更に区別され得る。
動的剪断粘度及びvan Gurp−Palmenプロット
微小振幅振動剪断試験は、プレート直径25mm、ギャップ1.5mmの平行板配列を
使用するRheometric Scientificの動的応力レオメーターを用いて
190℃で行われた。試験は、10当たり5ポイントの対数掃引モードを用いた、0.1
〜251rad/秒の周波数で、2000ダイン/cmの制御された応力下で行われた
。図3に示されるように、van Gurp−Palmenプロットを生成するためのデ
ータは、例えば、周波数に対して位相角をプロットすることにより、試験結果から直接入
手可能であった。
図4は、図3のvGPプロット300に示される結果の一次導関数のプロット400で
ある。同様に番号付けされた項目は、図3に関して記載される通りである。図4の一次導
関数の値は、一次導関数=[(位相角)i+1−(位相角)]/[対数(周波数)i+
−対数(周波数)]として連続データ点の各対に関して計算された。プロット400
において、y軸402は、vGPプロット300からの損失角の一次導関数を表す。プロ
ット400に示されるように、対照ポリマー1−8及び1−9(表1)は、一次導関数に
おいて非常に独特のピークを示し、変曲点を確認する。逆に、実験ポリマー1−2〜1−
7の一次導関数は、対照ポリマー1−8及び1−9のピークと同じ位置で負の変曲を示す
。実験ポリマーのいくつかは、約100〜200Rad/Sの周波数で、最終値で鋭いピ
ークを示すが、これは測定におけるノイズによるものである。類似する結果が、第2のパ
イロットプラント実行で生成された実験ポリマーについて得られた。
図5は、第2のパイロットプラント実行において作製された樹脂のvGPプロットの一
時導関数のプロット500である。同様に番号付けされた項目は、図3及び4に関して論
じられる通りである。図4に示される結果に関して、実験ポリマー2−3A〜2−6B(
表4)は、対照ポリマー1−8及び1−9のピークと同じ位置で負の変曲を示す。
例えば、vGPプロットに示されるように、長鎖分岐の欠如に加えて、第1及び第2の
パイロットプラント実行の両方の実験ポリマーは、固有の分子量分布(MWD)及び短鎖
分岐分布(SCBD)を有することが分かった。これは、SCB含量を決定するための核
磁気共鳴(NMR)、MWDを決定するためのゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)、
及びSCBDを決定するためにポリマーを分別するための昇温組成分布(TREF)を含
む、いくつかの技法により決定された。
CFCからのTw1、Tw2、Mw1、及びMw2の測定
新しい技法は、実験ポリマーを市場の競合生成物と比較するために、低温交差分別(c
ryo CFC)を使用して、MWD及びSCBD両方の組成情報を決定するために開発
された。CFCデータを決定するための手順は、以下に提示される例においてより詳細に
論じられる。
図6A及び6Bは、CFCの結果を決定するために使用された計算をグラフにより図示
するプロットである。MWDデータを有する画分のみが考慮される。両方の図6A及び6
Bにおいて、x軸602は、摂氏単位の溶出温度を表し、一方で、右側のy軸604は、
溶出された分子量の積分606の値を表す。この例において100%の材料が溶出された
温度608は、約100℃である。50%のポリマーが溶出された点は、プロットの各々
を下半分610と上半分612に分割するために使用される積分606により決定される
図6A及びBに示され、本発明の様々な請求項において特定されるTw1、Tw2、M
w1及びMw2の値は、機器のソフトウェアから報告されるときのCFCデータファイル
から導かれる。CFCデータファイルの「画分の要約」のセクションにおいて、各画分は
、図6A及びB上のその基準化された重量%値(W)、累積重量%、即ち、合計重量、
及び分子量平均の様々な積率(Mwを含む)と共に、その分別温度(T)により列記
される。
Tw1、Tw2、Mw1、及びMw2の値を計算するために、「画分の要約」における
データは、2つのほぼ等しい半分に分割された。各半分のT及びMwの重量平均は、
重量平均の従来の定義に従い計算された。一次データファイルにおいて分子量平均に関し
て処理するのに十分な量(例えば<0.5重量%)を有しなかった画分は、Tw1、Tw
2、Mw1、及びMw2の計算から除外された。
プロセスの第1の部分は、図6Aにより図示される。CFCデータファイルの画分の要
約のセクションから、その累積重量%(即ち、合計重量)が50に最も近い画分が特定さ
れる特定する(例えば、図6Aで84℃での画分)。画分の要約データは、2つの半分、
例えば、図6Aで第1半分としてTi≦84℃及び第2半分としてTi>84℃に分割さ
れる。一次データファイルに報告される分子量平均を有しない画分は除外され、例えば、
図6Aで25℃〜40℃のTiの画分は除外される。
図6Aにおいて、左側のy軸610は、溶出画分の重量%612を表す。曲線を2つの
半分に分割するために上記の手順を使用し、これらの値を、方程式1に示される式を用い
て各半分の重量平均溶出温度を計算するために使用する。
方程式1において、Tiは、各溶出画分の溶出温度を表し、Wiは、各溶出画分の基準
化された重量%(ポリマー量)を表す。図6Aに示される例に関して、これは、第1半分
に関しては64.0℃、及び第2半分に関しては91.7℃の重量平均溶出温度を提供す
る。
図6Bにおいて、左側の軸618は、各溶出画分の重量平均分子量(Mw)620を
表す。これらの値は、方程式2に示される式を用いて、各半分の重量平均分子量を形成す
るために使用される。
方程式2において、Mwは、各溶出画分の重量平均分子量を表し、Wは、各溶出画
分の基準化された重量%(ポリマー量)を表す。図6Bに示される例に関して、これは、
第1半分に関しては237,539、そして第2半分に関しては74,156の重量平均
分子量をもたらす。上述の技法を使用して計算された値は、表8及び図7に示されるよう
に、実験ポリマー及び対照ポリマーのMWDxSCBDを分類するために使用され得る。
図7は、実験ポリマー対市場に出ている様々な競合ポリマーの(Mw1/Mw2)対(
Tw1−Tw2)の片対数プロット700である。プロット700において、x軸702
は、第1と第2の重量平均溶出温度との差の値を表す。対数スケールのy軸704は、第
1の重量平均分子量対第2の重量平均分子量の比率を表す。ポリマーの各々は、重量平均
分子量及び重量平均溶出温度の計算値も列記する表9において特定される。実験ポリマー
は第1のパイロットプラント実行からのものであり、表1に定義される。
4つの領域は、一般的に、プロット700により画定され得る。BOCD領域706に
入るポリマーは、広域直交組成分布を有する。BOCDは、ポリマー中の低分子量ポリマ
ー鎖が、例えば、短鎖分岐(SCB)を欠如するため高密度を有する一方で、高分子量セ
グメントは、例えば、SCBの量が高いため、低密度を有する。従来の領域708におい
て、ポリマーは、BOCD領域の鏡像である、短いポリマー鎖より高い密度を有する長い
ポリマー鎖を有する。中央領域710において、ポリマーは、均一であるが、必ずしも狭
いわけではないMWDを有し、例えば、2つの半分のMw1及びMw2は、互いに類似す
るが、各半分内のMWDは、狭いか、または広い場合がある。側方領域712において、
ポリマーは、均一であるが、必ずしも狭いわけではない組成分布を有し、例えば、2つの
半分のTw1及びTw2の値は、互いに近いが、各半分内のTREF曲線の形状は狭くな
くてもよい。仮定の例として、そのTREF曲線の一端もしくは両端にテイルまたは複数
のテイルを有する1つの単一主ピークを示すポリマーは、2つの等しい半分に分割された
後、このカテゴリーに入る場合がある。この仮定のポリマーのTw1及びTw2値は、互
いに近い場合があるが、TREF曲線上のそのテイルは、狭いSCBDを有することから
ポリマーを不適格にする場合がある。
見てわかるように、実験ポリマー1−2及び1−4ならびに対照ポリマー1−1及び1
−10は、BOCD領域706にあり、大半の市販のポリマーとは異なるMWD及びSC
BDを示す。対照ポリマー1−1及び1−10は、実験ポリマー1−2及び1−4よりも
対照ポリマー1−1及び1−10に関して実質的に低いMIRにおいて実験ポリマーとは
異なる。市販のポリマーの1つであるGは、わずかにBOCD領域706にあるが、低い
MIR(約30)も有する。
よって、上述の技法の使用は、BOCDを有するポリマーを特定することができる。し
たがって、この技法は、分布のために新しいポリマーをスクリーニングし、BOCD領域
706の特定の位置を標的とするようにポリマーの生成を制御する両方に使用され得る。
物理的試験の手順
曇り度
フィルムの総曇り度は、ASTM D1003−13,“Alternative H
aze(Shortcut) Procedure”に従い測定される。測定は、BYK
−Gardner,Inc.のHazeGard PLUS曇り度計で行われた。
内部曇り度は、表面作用からの干渉を最小限にするための技法を使用して測定された。
続く手順は、少なくとも3つの試料、フィルム試料を横方向に横切る少なくとも1インチ
幅の試験片を裁断することであった。浸漬油を2つの顕微鏡スライド上に設置し、各試験
片をスライドに挟んだ。顕微鏡スライドは標準の75mm×50mmスライドであった。
使用した浸漬油は、Cargille Laboratories in NJ,USA
のカタログ番号16484であった。スライドの端部は、テープを貼ったスライド試験片
上で総曇り度の手順に従う前に、試験片を捕捉し、場合により真直ぐにするようにテープ
が貼られた。測定は、気泡がない試験片の部分で行われた。浸漬油がガラススライドの外
及びその周囲に出た場所も避けた。
交差分別クロマトグラフィー(CFC)
交差分別クロマトグラフィー(CFC)は、Polymer Char,Valenc
ia,SpainのCFC−2機器で行われた。機器は、機器と一緒に提供されたCFC
ユーザマニュアルに記載される方法または当該技術分野において一般的に使用される方法
に従い、操作され、後続のデータ処理、例えば、パラメータの平滑化、ベースラインの設
定、及び積分範囲の定義付けが行われた。機器には、一次元目ではTREFカラム(ステ
ンレススチール;o.d.,3/8インチ;長さ15cm;パッキン、非多孔質ステンレ
ススチールマイクロボール)、そして二次元目ではGPCカラムセット(Polymer
Labs,UKの3×PLgel 10μm 混合Bカラム)を装備した。GPCカラ
ムからの下流は、溶液中のポリマーの濃度に比例する吸光度シグナルを生成することがで
きる赤外線検出器(Polymer CharのIR4)である。
150℃で75分間攪拌することにより、分析される試料を約5mg/mlの濃度でオ
ルト−ジクロロベンゼンに溶解した、次に、0.5−mlのの、2.5mgのポリマーを
含有する溶液をTREFカラムの中央に充填し、カラム温度を下げ、
で30分間安定させた。次に、不活性担体上でポリマーを結晶化するために、カラムを3
0℃(周囲実行のため)または−15℃(低温実行のため)にゆっくり(0.2℃/分)
冷却した。可溶性画分をGPCカラム内に注入する前に、低温を10分間維持した。全て
のGPC分析は、1ml/分、カラム温度140℃、及び「重複GPC注入」モードで、
溶媒であるオルト−ジクロロベンゼンを用いて行われた。次に、段階的様式でTREFカ
ラム温度を画分設定点に上げ、ポリマーを16分間溶解させ(「分析時間」)、溶解した
ポリマーをGPCカラムに3分間注入する(「溶出時間」)ことにより、後続の高温画分
を分析した。
溶出ポリマーの分子質量を決定するために、普遍的な較正方法が使用された。1.5〜
8200Kg/molの範囲内の13の狭い分子量分布ポリスチレン標準品(Polym
er Labs,UKから得た)が普遍的な較正曲線を生成するために使用された。Ma
rk−Houwinkパラメータは、S.Mori and H.G.Barth(Sp
ringer)による「サイズ排除クロマトグラフィー」の付録から得た。ポリスチレン
に関しては、K=1.38×10−4dl/g及びα=0.7、及びポリエチレンに関し
ては、K=5.05×10−4dl/g及びα=0.693が使用された。0.5%未満
の重量%回収率(機器のソフトウェアにより報告される)を有する画分は、個々の画分ま
たは画分の凝集体の分子量平均(Mn、Mwなど)の計算処理がされなかった。
ポリマーのデータ表:
触媒構成成分を形成するための一般手順
全ての操作は、Nパージされたグローブボックス中で、標準的なまたはSchlen
k技術を用いて実施された。全ての無水溶媒はSigma−Aldrichから購入し、
脱気し、焼成Alビーズ上で乾燥せるか、または使用前にかけた。触媒調製用のト
ルエンをAlビーズ上で予め乾燥させ、次いで、使用前にSMAO 757上で乾
燥させた。重水素化溶媒はCambridge Isotope Laboratori
esから購入し、脱気し、アルミナビーズ上で乾燥させるか、使用前にかけた。ZrCl
99+%がStrem Chemicalsから購入され、ビス(n−プロピル−シ
クロペンタジエニル)ジルコニウムジメチル(HfPMe)がBoulder Sci
entificから購入され、meso−O−(SiMeインデニル)ZrCl2(
V−A)がSud−Chemie Catalyticaから購入されたことを除き、使
用された試薬はSigma−Aldrichから購入された。H NMR測定は、25
0Mzまたは500Mz Bruker分光器で記録された。
インデニルリチウム
50.43g(434.14mmol)の新しく蒸留したインデンを1リットルのペン
タンに溶解し、約25mLのEtOを添加した。268.47mL(429.55mm
ol)のヘキサン中1.6M n−ブチルリチウムを、5分かけて透明な攪拌溶液に添加
した。n−ブチルリチウムを添加したときに、白色の固体が沈殿し、上清は淡黄色を帯び
た。一晩攪拌した後、懸濁液を濾過し、白色の固体を真空中で乾燥させた。88.7%の
収率で、46.51g(380.95mmol)の生成物が回収された。H NMR(
THF−d):δ5.91(2H、d),6.44(2H、m),6.51(1H、t
),7.31(2H、m)。
インデニルリチウム、手順II
新しく蒸留したインデン(50.43g、434.1mmol)を1Lのペンタンに溶
解した。EtO(25mL)、次いでヘキサン中1.6M n−ブチルリチウム(26
8.5mL、429.6mmol)を、5分かけて透明な攪拌溶液に添加した。白色の固
体が沈殿し、上清は淡黄色を帯びた。一晩攪拌した後、懸濁液を濾過し、次いで真空中で
乾燥させ、白色の固体(46.51g、381.0mmol、88.7%)を得た。
NMR(THF−d):δ5.91(d、2H)、6.44(m、2H)、6.51
(t、1H)、7.31(m、2H)。
1−エチルインデン
46.51g(380.95mmol)のインデニルリチウムを250mLのEt
に溶解し、分離溶液を400mLのEtO中95.94g(615.12mmol)の
ヨウ化エチルで作製した。ドライアイス/アセトン浴中でヨウ化エチル溶液を−30℃に
冷却し、それを用いてインデニルリチウム溶液を0〜10℃に冷却した。カニューラ移送
を介してインデニルリチウムを透明なヨウ化エチルの攪拌溶液に添加した。溶液は、イン
デニルリチウム溶液を添加したときに淡黄色から黄色になった。反応物を一晩攪拌し、ゆ
っくり室温に温めた。一晩攪拌した後、フラスコをボックスの中に入れ、EtOを真空
中で還元した。LiIが沈殿し始めたら、300mLのペンタンを添加し、白色の懸濁液
を濾過し、淡橙色溶液を得た。更にLiIが沈殿した場合には、ペンタンを蒸発させ、淡
橙色の油状液体を得た。回転真空ポンプを用いて、減圧下で粗生成物を淡黄色の透明な液
体に蒸留した。H NMRは、〜90% 1−エチルインデン及び〜10% 3−エチ
ルインデンを示した。粗H NMRスペクトルには何も存在しなかったため、異性化の
可能性は、蒸留中に存在した少量の酸により生じた可能性がある。80.6%収率のため
に、44.27g(306.96mmol)の生成物が単離された。H NMR(CD
Cl):δ0.96(3H、t)、1.59(1H、q)、1.99(1H、q)、
3.41(1H、m)、6.58(1H、d)、6.59(1H、d)、7.24(2H
、m)、7.41(2H、dd)。
1−エチルインデニルリチウム
〜10% 3−エチルインデンを含有する44.27g(306.98mmol)の1
−エチルインデンを500mLのペンタン及び約3mLのEtOに溶解した。透明な攪
拌溶液にヘキサン中188.28mL(301.25mmol)の1.6M n−ブチル
リチウムを10分にわたって添加した。直ぐに、フレーク状の白色の沈殿物が形成され、
攪拌を停止させた。混合物を手動で攪拌し、試薬の適切な取り込みを確実にし、懸濁液を
一晩放置した。懸濁液を濾過し、白色の固体を真空中で乾燥させた。95.7%収率で、
43.27g(288.18mmol)の生成物を得た。H NMR(THF−d8)
:δ1.26(3H、triplet)、2.86(2H、quartet)、5.72
(doublet、1H)、6.38(dd 1H)、6.43(2H、m)、7.26
(1H、t)、7.30(1H、m)。
Rac−meso−ビス(1−エチル−インデニル)ジルコニウムジメチル(1−Et
Ind)ZrMe、式(IV−A)及び(IV−B)
7.00g(46.65mmol)の1−エチル−インデニルリチウムを74mLの1
,2−ジメトキシエタン(DME)に溶解し、分離溶液を75mLのDME中5.43g
(23.30mmol)のZrClで作製した。ピペットを介して透明なZrCl
液に1−エチル−インデニルリチウムの明るい黄色の溶液を15分間にわたって添加した
。最初に添加したときに溶液は黄色を帯び、添加5分後沈殿物が形成され、続いて橙黄色
となった。添加10分で、上清は黄色の沈殿物を含む橙色に変わり、全ての1−エチル−
インデニルリチウム溶液が添加されると、混合物は黄色に戻った。反応物を一晩攪拌した
スラリーの粗H NMRスペクトルは、〜1.1:1のrac/meso比を示した
が、これは、rac異性体がDMEにおいてmeso異性体よりも可溶性であるため誤解
を招く可能性がある。異性体比にかかわらず、EtO中15.61mL(46.83m
mol)の3.0M CHMgBrを1mLに分けて10分にわたって添加した。10
回目の添加後、黄色の混合物は橙色に変わった。グリニャール試薬の最終添加後、混合物
は褐色に変わり、反応物を一晩攪拌した。粗混合物のH NMRスペクトルは、1.1
:1のmeso/rac比を明らかにした。DMEを蒸発させ、褐色の固体を3×20m
Lのトルエン、更に追加の10mLで抽出した。溶媒を除去した後に得られた淡褐色の固
体を10mLのペンタンで洗浄し、真空中で乾燥させた。87%収率で、8.26g(2
0.26mmol)のオフホワイト色の固体を得た。二塩化物スペクトルデータ:
NMR(CDCl):δ1.16(6.34H、t、rac)、1.24(6H、t
、meso)、2.73−2.97(8H、重複q)、5.69(1.82H、dd、m
eso)、5.94(1.92H、dd、rac)、6.06(1.99H、d、rac
)、6.35(1.84H、d、meso)、7.22−7.65(16H、m)。ジメ
チルスペクトルデータ:H NMR(C):δ−1.40(3.33H、s、m
eso)、−0.895(6H、s、rac)、−0.323(3.34H、s、mes
o)、1.07(13H、重複t)、2.47(4H、重複q)、2.72(4H、q)
、5.45−5.52(8H、m)、6.91(8H、m)、7.06−7.13(4H
、m)、7.30(4H、m)。
75% HfPMe/25%(1−EtInd)ZrMe触媒調製バッチ1
8LのMortonフラスコに375gのSMAOを充填し、次いで2Lのペンタンを
添加した。混合物が凝集し、これは攪拌を困難にしたため、更に2Lのペンタンを添加し
、続いて375gのSMAOを添加した。機械撹拌は約140rpmに設定された。20
mLのトルエン中2.89g(7.09mmol)の(1−EtInd)ZrMe
び8.86g(20.95mmol)のHfPMeで、2つの別個の溶液を作製した。
別個の溶液を丸底フラスコに添加し、更に160mLのトルエンを添加し、溶液を約20
分間攪拌した。溶液を、1時間にわたって添加漏斗で滴下してペンタン中のSMAOのス
ラリーに添加した。混合メタロセン溶液を添加したときに混合物は緑色に変わり、更に1
時間攪拌した。次いで、混合物をバッチ式で濾過し、合計8時間真空中で乾燥させた。約
7のAlビーズがペンタンから存在し、微量の赤色の固体も調製中に存在したこと
を注記することが重要である。Alビーズは、濾過中に手で、及び最終生成物を篩
過することにより除去された。
75%HfPMe/25%(1−EtInd)ZrMe触媒調製バッチ2
上述と類似する手順を75/25触媒の第2のバッチに採用した。第1の実行からの2
04.15g、第2の実行からの176.17g、第3の実行からの209.49g、及
び第4の実行からの160.19gを含む、SMAOの混合物を使用した。第2のバッチ
に関して、凝集が生じないように、最初に4Lのペンタン、続いてSMAOをMorto
nフラスコに添加した。20mLのトルエン中2.87g(7.09mmol)の(1−
EtInd)ZrMe及び8.94g(20.95mmol)のHfPMeで、2
つの別個の溶液を作製した。
50% HfPMe/50%(1−EtInd)ZrMe触媒調製バッチ1及び

第2の75/25触媒のバッチを調製するために使用された同じ手順が両50/50触
媒セットに使用された。バッチ1は、第4の実行からのSMAO、5.75g(14.1
0mmol)の(1−EtInd)ZrMe、及び5.97g(14.11mmol
)のHfPMeを使用した。バッチ2は、第5の実行からのSMAO、5.75g(1
4.09mmol)の(1−EtInd)ZrMe、及び5.97g(14.11m
mol)のHfPMeを使用した。
2,3,4,5−テトラメチル−1−トリメチルシリル−シクロペンタ−2,4−ジエ
2リットルのErlenmeyerフラスコに、黄色の油のテトラメチルシクロペンタ
ジエン(50g、409mmol−Boulder Scientificから得た)を
1リットルの無水THFに溶解した。滴下の流れを調節する20ゲージニードルを備えた
60mlのプラスチックのシリンジを通してn−ブチルリチウム(175ml、437m
mol)を添加しながら、室温で攪拌した。薄黄色の沈殿物の形成が観察された。リチウ
ム試薬の添加が完了したとき、反応物は黄色のスラリーである。室温で1時間攪拌し、次
に激しく攪拌しながらクロロトリメチルシラン(60ml、470mmol)を添加し、
反応物を室温で一晩攪拌した。室温で15時間攪拌した後、混合物は黄色の溶液である。
THF溶媒をN流下で除去し、油状物の残留物を得、次にこれを1リットルの乾燥ペン
タンで抽出し、粗いフリット上でセライトパッドを通して濾過した。真空下で揮発性物質
を除去し、黄色の油生成として物を得た:62.9g、79%。H NMR(C
、250MHz):δ−0.04(s、Si(CH)、δ1.81、(s、CH
)、δ1.90(s、CH)、δ2.67(s、CH)。
(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム三塩化物
ドライボックス内で、固体のZrCl(30.0g、129mmol)を、磁気撹拌
子を備えた450mlのChemglass圧力容器に充填し、100mlの乾燥トルエ
ンに懸濁した。黄色の油(27.5g、142mmol)として2,3,4,5−テトラ
メチル−1−トリメチルシリル−シクロペンタ−2,4−ジエンを分注し、追加の100
mlの乾燥トルエンで洗浄した。Viton oリングを備えたねじ込み型キャップで圧
力容器を密封し、取り付けられたアルミニウム加熱マントル上で90分間110℃に加熱
した。溶液は時間と共に暗くなり、反応中、不溶物が存在した。容器を一晩攪拌し、室温
に冷却した。容器を開け、N流下で溶媒量を減らし、粘稠な赤色のスラッジを得た。2
×50mlの乾燥ペンタンで、次に100mlの乾燥エーテルで抽出した。赤色の溶液を
除去し、薄赤色の固体として生成物を回収した:35.4g、85%。H NMR(C
、250MHz):δ1.89(br s、CH)、δ2.05(br s、C
)、δ5.78(br s、CH)。
1−メチル−インデニルリチウム
新しく蒸留した3−メチルインデン(33.75g 259.24mmol)をペンタ
ン(1L)に溶解した。EtO(10ml)、次いでヘキサン中1.6M n−ブチル
リチウム(107mL、171.2mmol)及びヘキサン中2.5M n−ブチルリチ
ウム(34.2mL、85.5mmol)を透明な攪拌溶液に添加した。直ぐにフレーク
状の白色の固体が沈殿した。一晩攪拌した後、懸濁液を濾過し、白色の固体を真空中で乾
燥させた(33.88g、248.90mmol、97%)。H NMR(THF−d
8):δ2.41(s、3H)、5.68(d、1H)、6.31(d、1H)、6.4
1(m、2H)、7.22(m、2H)。
1,3−ジメチルインデン
ドライボックス中で、ヨードメタン(2.0ml、32.1mmol)を、磁気撹拌子
を備えた250mlの丸底フラスコ中の80mlの乾燥ジエチルエーテルに溶解した。広
口デュワーのヘキサン冷浴(−25℃)中にフラスコを設置した。別の100ml Er
lenmeyerフラスコに、室温の1−メチルインデニルリチウムの溶液(3.50g
、25.7mmol)を50mlの乾燥ジエチルエーテル中で調製し、黄色の溶液を得た
。インデニルリチウム溶液の、冷たいヨードメタンの攪拌溶液へのゆっくりした滴下添加
は、15分にわたって行われた。低温で30分間攪拌を継続し、次いで冷浴を取り外し、
反応物を一晩室温に温めた。室温で15時間攪拌した後、溶液は不透明の白色である。窒
素流下で溶液量を減らし、次いで高真空下で揮発性物質を蒸発させた。2×80mlのイ
ソヘキサンで固体を抽出し、粗フリット上でセライトパッドを通して濾過した。高真空下
で濾液を蒸発させ、褐色の油を得た。5mlのジクロロメタンに溶解し、ピペットを介し
てシリカゲルカラム(Biotage SNAP 100g)上に充填し、ジクロロメタ
ン:イソヘキサン(勾配、2〜20%)で溶出した。画分を組み合わせ、蒸発させて、透
明な油を得た。2.54g、68%を回収した。H NMR(C、500MHz
):δ1.11(d、J=7.5Hz、−CHCH)、δ1.96(s、CH=CCH
)、δ3.22(m、CHCH)、δ5.91(m、CH=CCH)、δ7.15
−7.27(芳香族CH)。混合物は、所望の生成物と1:10の比で微量の異性体3,
3−ジメチルインデンを含有した。δ1.17(s,CH)、δ6.14(d、J=5
.5Hz、CHH)、δ6.51(d、J=5.5Hz、CHH)。
1,3−ジメチルインデニルリチウム
2.54g(17.6mmol)の透明な油である1,3−ジメチルインデン及び3,
3−ジメチルインデンの10:1混合物を35mlの乾燥ペンタンに溶解した。6.2m
lのn−ブチルリチウムの2.5Mヘキサン溶液(15.5mmol)をゆっくり滴下し
て添加しながら、室温で攪拌した。直ぐに、白色の沈殿物が形成された。室温で45分間
攪拌し、次いでカニューレを介して上清を濾過した。30mlの乾燥ペンタンに残留物を
懸濁し、ドライボックス冷凍庫(−27℃)で60分間冷却した。上清を濾過し、真空中
で2.34g(88%)の白色の粉末に乾燥させ、特徴付けをせずにそのまま後続反応工
程に使用した。
[(1,3−ジメチルインデニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)]ジルコニ
ウム二塩化物、式(IV−D)
3.50g(10.98mmol)の黄褐色の(テトラメチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウム三塩化物の粉末を、磁気攪拌子を備えた100mlの丸底ガラス瓶に量り入
れた。80mlの乾燥ジエチルエーテルに懸濁した。数分にわたって粉末として1,3−
ジメチルインデニルリチウム(1.65g、10.99mmol)を添加しながら攪拌し
た。追加の20mlのエーテルですすいだ。瓶に蓋をし、室温で一晩攪拌した。室温で1
5時間攪拌した後、混合物は黄色のスラリーである。高真空下で揮発性物質を蒸発させ、
残留物を2×80mlのジクロロメタンで抽出した。粗フリット上でセライトパッドを通
して濾過した。真空中で濃縮し、粗フリット上で新しいセライトを通して再度濾過した。
真空中で、3.6g(77%)の黄色の遊離流動粉末に乾燥させた。H NMR(CD
Cl、500MHz):δ1.89(s、CHのCpMe4)、δ1.90(s、
CHのCpMe4)、δ2.40(s、CHのC断片)、δ5.67(s、CHの
CpMe4)、δ6.33(s、CHのC断片)、δ7.24(AA′BB′、芳香族
CHのC断片)、δ7.52(AA′BB′、芳香族CHのC断片)。約15%のジ
エチルエーテルを含有する。
[(1,3−ジメチルインデニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)]ジルコニ
ウムジメチル、式(IV−D)
ドライボックス中で、明るい黄色の(1,3−MeInd)(CpMe4)ZrCl
の粉末(3.6g、8.4mmol)を、100mlの磁気攪拌子を備えた琥珀色のガ
ラス平底瓶中の75mlの乾燥ジエチルエーテルに懸濁した。イソヘキサン浴中で瓶を−
10℃に冷却し、メチルリチウム(エーテル中1.6M)の溶液を、シリンジを介して分
けて(4×3ml、19.2mmol)送達しながら攪拌した。セプタムで瓶に蓋をし、
一晩攪拌して、冷浴をゆっくり室温に温めた。高真空下でスラリーを蒸発させて、乾燥状
態にした。3×50mlのジクロロメタンで抽出し、粗フリット上でセライトを通して濾
過した。窒素流下で濃縮し、次いでペンタンを添加した。15分間攪拌し、その後揮発性
物質を蒸発させた。固体を冷ペンタンで洗浄し、真空中で乾燥させた。1.67gの黄褐
色の粉末として回収した。0.52gの第2の収穫物は濾液から回収した。合計収量は2
.19g、67%。H NMR(CDCl、500MHz):δ−1.22(s、
ZrCH)、1.78(s、CHのCpMe4断片)、1.87(s、CHのCp
Me4断片)、2.25(s、CHのC断片)、4.92(s、CHのCpMe4
片)、5.60(s、CHのC断片)、7.14(AA′BB′、芳香族CHのC
片)、7.44(AA′BB′、芳香族CHのC断片)。13C{H}NMR(CD
Cl、125MHz):δ11.64(CHのCpMe4断片)、12.91(C
のC断片)、13.25(CHのCpMe4断片)、37.23(ZrCH
、106.34(CHのCpMe4断片)、115.55(CHのC断片);第4級
C共鳴107.36,117.51,122.69及び125.06。
(1−メチルインデニル)(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム(IV
)二塩化物、式(IV−C)の塩化物バージョン
ドライボックス内で、1−メチル−1H−インデン油(1.85g、14.2mmol
)を250mlの丸底フラスコ中に量り入れ、25mlの乾燥ジエチルエーテルに溶解し
た。20mlのニードル/シリンジから滴下してn−ブチルリチウム(ヘキサン中1.6
M、12.0ml、19.2mmol)を添加し、黄色の溶液を形成する。室温で60分
間攪拌した。(1−メチル)インデニルリチウムの黄橙色の溶液にCp*ZrCl(4
.51g、13.5mmol、Aldrich−475181から受け取ったままで使用
された)を黄色の結晶固体として一度に素早く添加した。黄橙色のスラリーを一晩室温で
攪拌した。混合物を30分間沈降させた。暗褐色の溶液を薄黄色の固体からデカントし、
ガラスフリット上で固体を100mlの乾燥エーテルですすいだ。100mlのジクロロ
メタンで、フリット上で固体を抽出し、黄色の懸濁液を得た。セライトプラグを通してフ
リット上で濾過し、揮発性物質を蒸発させて、黄色の固体を得た。エーテル/ペンタンか
ら再結晶化して、2.70g(47%)を得た。母液から得た更なる材料:1.19g(
20%)H NMR(C,500MHz,35℃):δ1.70(15H,s,
Cp*),δ2.30(3H,s,インデニルCH),δ5.56(2H,ABq,イ
ンデニルCH,CH),δ7.05(1H,dd,インデニルCH),δ7.10(1H
,dd,インデニルCH),δ7.24(1H,dt,インデニルCH),δ7.56(
1H,dq,インデニルCH)。
(1−メチルインデニル)(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム(IV
)ジメチル、式(IV−C)
(1−メチルインデニル)(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム二塩化
物(4.92g、11.5mmol)を50mLのジエチルエーテル中でスラリー化し、
−50℃に冷却した。これに、MeLiの溶液(ジエチルエーテル中14.8mLの1.
71M溶液、25.4mmol)をシリンジでゆっくり添加した。混合物を攪拌したまま
、ゆっくり室温に温め、ピンク色のスラリーを得た。16時間後、溶媒を真空下で除去し
、残留物をトルエンで抽出した。セライトで覆ったフリットを通して濾過により不溶物を
除去し、溶媒を除去し、橙色の油状固体を得た。固体をペンタンで洗浄し、真空下で乾燥
させた(3.89g、88%収率)。H NMR δ(C):7.53(d,1
H,8−IndH),7.13−6.99(m,3H,5,6,7−IndH),5.2
1(d,1H,2−IndH),5.11(d,1H,3−IndH),2.20(s,
3H,1−MeInd),1.69(s,15H,CpMe),−0.51(s,3H
,ZrMe),−1.45(s,3H,ZrMe)。
meso−O−(SiMeインデニル)ZrMeの調製
Meso−O−(SiMeインデニル)ZrCl(21.2g;40.6mmo
l)をジエチルエーテル(約250mL)中でスラリー化し、撹拌しながらMeMgBr
(28.4mL;ジエチルエーテル中3.0M;85.2mmol)を添加した。室温で
2時間撹拌した後、真空下でエーテルを除去し、得られた固体をヘプタン(80℃で25
0mL)で抽出し、次いで濾過した。一晩−35℃に冷却後、黄色の結晶固体を濾過によ
り単離し、次いでペンタンで洗浄し、真空下で乾燥させた(収率=13g)。H NM
R δ(C):7.54(m,2H);7.40(m,2H);7.00(m,2
H);6.93(m,2H);6.31(m,2H);5.82(m,2H);0.44
(s,6H);0.33(s,6H);−0.02(s,3H);−2.08(s,3H
)。
610℃でシリカの脱水
Ineos ES757シリカ(3969g)を3区間ヒーターを装備した脱水機(長
さ6フィート、直径6.25インチ)に充填し、0.12フィート/秒の流速の乾燥N
ガスで流動化した。後に、温度を2時間の間に200℃に上げた。200℃で2時間維
持した後、温度を6時間の間に610℃に上げた。610℃で4時間維持した後、12時
間の間にわたって温度を周囲温度に冷却した。N下でシリカをAPC缶に移し、そして
その後N圧力(20psig)下で保管した。
シリカ担持メチルアルミノキサン(SMAO)の調製
典型的な手順において、610℃で脱水されたIneos ES757シリカ(741
g)を、トルエン(2L)とトルエン中30重量%のメチルアルミノキサンの溶液(87
4g、4.52mol)との攪拌(オーバーヘッド機械式円錐形撹拌機)混合物に添加し
た。シリカをトルエン(200mL)で追跡し、次いで混合物を3時間90℃に加熱した
。その後、一晩真空及び軽度の熱(40℃)を適用することにより揮発性物質を除去し、
その後固体を室温に冷却した。
典型的な直径124インチの気相パイロットプラント試験の大規模触媒調製
5Lの3つ口Mortonフラスコにペンタン(4L)を充填し、次いでSMAO(3
75g)を充填しながら機械式撹拌機で攪拌した(140rpm)。1時間にわたって、
添加漏斗で(1−EtInd)ZrMe、HfPMeを含有する溶液、及びトルエ
ンを添加した。スラリーは緑色を帯び、更に1時間攪拌した。スラリーは緑色を帯び、更
に1時間攪拌した。次いで、混合物を濾過し、合計8時間真空中で乾燥させた。
触媒の混合
2つの75/25バッチを4LのNalgeneボトル中で組み合わせ、手でボトルを
回転及び振盪させることにより混合した。2つの50/50バッチも同じ方法で混合した
。乾燥の脱気したイソペンタンに触媒ジメチル複合体を溶解して、0.015〜0.02
重量パーセントの溶液を形成することにより、トリム溶液を作製した。
全ての数値は、示される値の「約」または「およそ」であり、当業者により予測される
であろう実験誤差及び変動を考慮する。更に、様々な用語は上に定義されている。特許請
求の範囲に使用される用語の範囲について、少なくとも1つの刊行物または発行済み特許
に反映されるとき、関連分野の当業者がその用語に与えた最も広い定義が与えられるべき
である。出願に引用される全ての特許、試験手順、及び他の文献は、そのような開示が本
出願及びそのような組み込みが許可される全ての権限に矛盾しない程度まで参照により完
全に組み込まれる。
前述は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の他及び更なる実施形態は、その基本的な範囲から逸脱することなく考案され、その範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
また、本明細書は、以下の態様も開示する。
[1]
エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレフィンを含み、
約40超のメルトインデックス比(MIR)、
少なくとも約2.0のMw1/Mw2の値であって、Mw1/Mw2が、交差分別(CFC)分析からの昇温溶出(TREF)曲線の第1半分の重量平均分子量(Mw)対前記TREF曲線の第2半分のMwの比率である、値、及び
約−15℃未満のTw1−Tw2の値であって、Tw1−Tw2が、前記TREF曲線の前記第1半分の重量平均溶出温度(Tw)対前記TREF曲線の前記第2半分のTwの差である、値、を有する、ポリマー。
[2]
前記ポリマーが、
約20,000psi超の平均モジュラス、及び
約100g/ミル超の落槍衝撃強さ、を有する、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[3]
前記ポリマーが、van Gurp Palmen(vGP)プロットにおいて、190℃で、約0.1rad/秒〜300rad/秒の周波数で、負の変曲点を有しない、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[4]
前記ポリマーが、平均モジュラス(M)とg/ミル単位の落槍衝撃強さ(DIS)との間に、式、
に従う関係を有する、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[5]
第1の触媒によって形成された低分子量ポリマーと、第2の触媒によって形成された高分子量ポリマーと、を含み、
前記低分子量ポリマーが、前記高分子量ポリマーの密度より約0.02大きい密度を有し、
前記第1の触媒対前記第2の触媒のmol比が、約1:1〜1:10である、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[6]
前記低分子量ポリマーが、前記高分子量ポリマーのピーク分子量の約1/4未満のピーク分子量を有する、上記[5]に記載の前記ポリマー。
[7]
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウム(CH を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[8]
ビス(n−ブチル,メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム(CH を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[9]
ビス(1−エチルインデニル)ジルコニウム(CH を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[10]
次の式、
によって表される化合物のうちのいずれか1つを含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含み、式中、R 及びR が各々、独立して、メチル、クロロ、フルオロ、またはヒドロカルビル基である、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[11]
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウム(CH 及びビス(1−エチルインデニル)ジルコニウム(CH を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[12]
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウム(CH 及びmeso−O(SiMe Ind) ZrMe を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[13]
次の式、
Cp Cp MX またはCp (A)Cp MX
のうちの1つによって表される化合物を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含み、式中、Mが、第4、5、または6族の原子であり、Cp 及びCp が各々、Mに結合し、かつ独立して、シクロペンタジエニル配位子、置換シクロペンタジエニル配位子、シクロペンタジエニルにイソローバルな配位子、及びシクロペンタジエニルにイソローバルな置換配位子からなる群から選択され、(A)が、二価のC 〜C 20 ヒドロカルビル及びC 〜C 20 ヘテロ原子含有ヒドロカルボニルからなる群から選択されるCp 及びCp の両方に結合した二価の架橋基であり、前記ヘテロ原子含有ヒドロカルボニルが、1〜3個のヘテロ原子を含み、Xが、塩素イオン、臭素イオン、C 〜C 10 アルキル、及びC 〜C 12 アルケニル、カルボン酸塩、アセチルアセトネート、及びアルコキシドからなる群から選択される離脱基であり、nが、1〜3の整数である、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[14]
少なくとも2つの共担持触媒を含む触媒系によって生成されたポリマー鎖を含む、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[15]
第1の触媒によって形成されたポリマー対第2の触媒によって形成されたポリマーの、約2:1〜5:1の比率を含む、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[16]
低分子量構成成分の密度より約0.02〜約0.05小さい高分子量構成成分を含む、上記[1]に記載の前記ポリマー。
[17]
エチレン及び4個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレフィンを含み、
約30%未満の総曇り度、
約30,000psi超の平均モジュラス、
1ミルのフィルムに関して約120g超の落槍衝撃強さ、
約25超のメルトインデックス比(MIR)、及び
1ミルのフィルム厚で約170g超のエルメンドルフ縦方向引き裂き強度、を有する、ポリマー。
[18]
メルトインデックスが、約0.1〜5である、上記[17]に記載の前記ポリマー。
[19]
前記ポリマーの密度が、約0.915〜約0.935である、上記[17]に記載の前記ポリマー。
[20]
前記メルトインデックス比(MIR)が、約35未満である、上記[17]に記載の前記ポリマー。
[21]
van Gurp Palmen(vGP)プロットにおいて、190℃で、約0.1rad/秒〜200rad/秒の周波数で、負の変曲点が不在である、上記[17]に記載の前記ポリマー。
[22]
前記ポリマーが、平均モジュラス(M)とg/ミル単位の落槍衝撃強さ(DIS)との間に、式、
に従う関係を有する、上記[17]に記載の前記ポリマー。
[23]
次の式、
によって表される化合物のうちのいずれか1つを含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含み、式中、R 及びR が各々、独立して、メチル、クロロ、フルオロ、またはヒドロカルビル基である、上記[17]に記載の前記ポリマー。
[24]
エチレン及び4個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレフィンを含み、
約25〜約35のメルトインデックス比(MIR)の値、
少なくとも約2.0のMw1/Mw2の値であって、Mw1/Mw2が、昇温溶出(TREF)曲線の第1半分の重量平均分子量(Mw)対前記TREF曲線の第2半分のMwの比率である、値、及び
約−15℃未満のTw1−Tw2の値であって、Tw1−Tw2が、前記TREF曲線の前記第1半分の重量平均溶出温度(Tw)対前記TREF曲線の前記第2半分のTwの差である、値、を有する、ポリマー。
[25]
次の式、
によって表される化合物のうちのいずれか1つを含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含み、式中、R 及びR が各々、独立して、メチル、クロロ、フルオロ、またはヒドロカルビル基である、上記[17]に記載の前記ポリマー。
[26]
エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレフィンを含み、
van Gurp Palmen(vGP)プロットにおける、190℃で、約0.1rad/秒〜300rad/秒の周波数での負の変曲点の不在、
約40超のメルトインデックス比(MIR)、
平均モジュラス(M)とg/ミルでの落槍衝撃強さ(DIS)との間の、式、
に従う関係、を有する、ポリマー。
[27]
前記ポリマーが、
少なくとも約1.7のMw1/Mw2の値であって、Mw1/Mw2が、昇温溶出(TREF)曲線の第1半分の重量平均分子量(Mw)対前記TREF曲線の第2半分のMwの比率である、値、及び
約−15℃未満のTw1−Tw2の値であって、Tw1−Tw2が、前記TREF曲線の第1半分の重量平均溶出温度(Tw)対前記TREF曲線の第2半分のTwの差である、値、を有する、上記[26]に記載の前記ポリマー。
[28]
前記ポリマーが、
約20,000psi超の平均モジュラス、及び
約100g/ミル超の落槍衝撃強さ、を有する、上記[26]に記載の前記ポリマー。
[29]
次の式、
によって表される化合物のうちのいずれか1つを含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含み、式中、R 及びR が各々、独立して、メチル、クロロ、フルオロ、またはヒドロカルビル基である、上記[26]に記載の前記ポリマー。
[30]
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウム(CH 及びビス(1−エチルインデニル)ジルコニウム(CH を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、上記[26]に記載の前記ポリマー。
[31]
ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウム(CH 及びmeso−O(SiMe Ind) ZrMe を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、上記[26]に記載の前記ポリマー。
[32]
ポリエチレンコポリマーを生成するための方法であって、
昇温溶出分別(TREF)により複数のポリマーの溶出曲線を収集し、前記溶出曲線の一連の温度の各々でゲル浸透クロマトグラフィーを行って、その温度での分子量分布を決定することと、
各溶出曲線の中間点を決定することであって、前記中間点が、ポリマーの半分が溶出された点を表し、かつ前記中間点が、前記溶出曲線の上半分と前記溶出曲線の下半分とを線引きする、決定することと、
前記溶出曲線の前記下半分の重量平均溶出温度(Tw1)を計算することと、
前記溶出曲線の前記上半分の重量平均溶出温度(Tw2)を計算することと、
前記溶出曲線の前記下半分の重量平均分子量(Mw1)を計算することと、
前記溶出曲線の前記上半分の重量平均分子量(Mw2)を計算することと、
重合触媒系を選択することであって、前記重合触媒系を使用して、
少なくとも約1.7のMw1/Mw2の値、
約−15℃未満のTw1−Tw2の値、
約30超のメルトインデックス比(MIR)、を有するポリマーを生成することができる、選択することと、
前記重合触媒系から前記ポリエチレンコポリマーを形成することと、を含む、前記方法。
[33]
前記ポリエチレンコポリマーが、
約15,000超、好ましくは20,000psiの平均モジュラス、及び
約100g/ミル超の落槍衝撃強さ、を有する、上記[32]に記載の前記方法。

Claims (4)

  1. エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレフィンを含み、
    40超のメルトインデックス比(MIR)、
    少なくとも2.0のMw1/Mw2の値であって、Mw1/Mw2が、交差分別(CFC)分析からの昇温溶出(TREF)曲線の第1半分の重量平均分子量(Mw)対前記TREF曲線の第2半分のMwの比率である、値、及び
    −15℃未満のTw1−Tw2の値であって、Tw1−Tw2が、前記TREF曲線の前記第1半分の重量平均溶出温度(Tw)対前記TREF曲線の前記第2半分のTwの差である、値、を有するポリマーであって、
    ビス(n−ブチル,メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウム(CHを含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、前記ポリマー。
  2. エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレフィンを含み、
    40超のメルトインデックス比(MIR)、
    少なくとも2.0のMw1/Mw2の値であって、Mw1/Mw2が、交差分別(CFC)分析からの昇温溶出(TREF)曲線の第1半分の重量平均分子量(Mw)対前記TREF曲線の第2半分のMwの比率である、値、及び
    −15℃未満のTw1−Tw2の値であって、Tw1−Tw2が、前記TREF曲線の前記第1半分の重量平均溶出温度(Tw)対前記TREF曲線の前記第2半分のTwの差である、値、を有するポリマーであって、
    次の式、
    によって表される化合物のうちのいずれか1つを含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含み、式中、R及びRが各々、独立して、メチル、クロロ、フルオロ、またはヒドロカルビル基である、前記ポリマー。
  3. エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレフィンを含み、
    40超のメルトインデックス比(MIR)、
    少なくとも2.0のMw1/Mw2の値であって、Mw1/Mw2が、交差分別(CFC)分析からの昇温溶出(TREF)曲線の第1半分の重量平均分子量(Mw)対前記TREF曲線の第2半分のMwの比率である、値、及び
    −15℃未満のTw1−Tw2の値であって、Tw1−Tw2が、前記TREF曲線の前記第1半分の重量平均溶出温度(Tw)対前記TREF曲線の前記第2半分のTwの差である、値、を有するポリマーであって、
    ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウム(CH及びmeso−O(SiMeInd)ZrMeを含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含む、前記ポリマー。
  4. エチレン及び4〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つのαオレフィンを含み、
    40超のメルトインデックス比(MIR)、
    少なくとも2.0のMw1/Mw2の値であって、Mw1/Mw2が、交差分別(CFC)分析からの昇温溶出(TREF)曲線の第1半分の重量平均分子量(Mw)対前記TREF曲線の第2半分のMwの比率である、値、及び
    −15℃未満のTw1−Tw2の値であって、Tw1−Tw2が、前記TREF曲線の前記第1半分の重量平均溶出温度(Tw)対前記TREF曲線の前記第2半分のTwの差である、値、を有するポリマーであって、
    次の式、
    CpCpMXまたはCp(A)CpMX
    のうちの1つによって表される化合物を含む触媒系によって形成されたポリマー鎖を含み、式中、Mが、第4、5、または6族の原子であり、Cp及びCpが各々、Mに結合し、かつ独立して、シクロペンタジエニル配位子、置換シクロペンタジエニル配位子、シクロペンタジエニルにイソローバルな配位子、及びシクロペンタジエニルにイソローバルな置換配位子からなる群から選択され、(A)が、二価のC〜C20ヒドロカルビル及びC〜C20ヘテロ原子含有ヒドロカルボニルからなる群から選択されるCp及びCpの両方に結合した二価の架橋基であり、前記ヘテロ原子含有ヒドロカルボニルが、1〜3個のヘテロ原子を含み、Xが、塩素イオン、臭素イオン、C〜C10アルキル、及びC〜C12アルケニル、カルボン酸塩、アセチルアセトネート、及びアルコキシドからなる群から選択される離脱基であり、nが、1〜3の整数である、前記ポリマー。
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