JP7259707B2 - Branched propylene polymer - Google Patents
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Description
本発明は、分岐状プロピレン系重合体に関する。詳しくは、ナノサイズの繊維径と、繊維径の高い均一性を両立する分岐状プロピレン系重合体に関する。 The present invention relates to branched propylene-based polymers. More specifically, it relates to a branched propylene-based polymer that achieves both a nano-sized fiber diameter and a highly uniform fiber diameter.
ポリプロピレンは、密度が小さく、耐薬品性に優れるという特徴を有し、また、リサイクル性にも優れ、焼却時にも有毒ガスが発生しないなど、産業資材分野の材料としては非常に優れている。
近年、ポリプロピレンに分岐構造を導入して、比較的高い溶融張力の素材が求められるシート成形、ブロー成形、熱成形、発泡成形、溶融紡糸などへの適性を高める検討が多く行われている。またその他に射出成形や射出発泡成形、その改質材や繊維分野への適応が進められている。
Polypropylene is characterized by its low density and excellent chemical resistance. It is also highly recyclable and does not generate toxic gases when incinerated.
In recent years, many studies have been conducted to introduce a branched structure into polypropylene to improve suitability for sheet molding, blow molding, thermoforming, foam molding, melt spinning, etc., which require materials with relatively high melt tension. In addition, application to injection molding, injection foam molding, their modifiers, and textiles is underway.
フィルターやマスクなどの高集塵性や高濾過性、また風合いなどが要求されるような製品分野では、繊維径の細い繊維が要求されている。
そこで、特許文献1、および特許文献2などに、メルトブローン法で繊維径を細くする手法が提案されている。特許文献1では、1μm前後の繊維径が得られるが、繊維径の均一性が不十分である。また特許文献2では十分に細い繊維とは言えない。
また、特許文献3には、メタロセン触媒を用いて低分子量成分を削減することで発煙を抑えたメルトブローン用ポリプロピレン系粒子が提案されているが、ここで得られる繊維径も十分に細いとは言えない。
In the field of products such as filters and masks, which require high dust collecting properties, high filterability, and texture, fibers with a small fiber diameter are required.
Therefore,
In addition,
このように、ナノサイズの繊維径を持ち、かつ、均一性の高いポリプロピレン繊維は、未だ実現されていないのが実情である。 Thus, the actual situation is that a polypropylene fiber having a nano-sized fiber diameter and high uniformity has not yet been realized.
また、特許文献4には、繊維径を細くする方法以外で、風合いを向上させる手法として、結晶性が低いポリオレフィン樹脂と長鎖分岐構造ポリオレフィン樹脂を混合する手法が提案されている。
しかしながら、このようにして得られる樹脂は、結晶性が低いポリプロピレン系樹脂との併用であるために、風合いは向上するものの繊維同士が融着し、見掛けの繊維径が太くなることが懸念され、繊維径が不均一となる可能性があり、ナノサイズの繊維径と繊維径の均一性との両立という観点では達成されていない。その結果、高集塵性や高濾過性は満足するものにできない。
さらに、特許文献4の方法を用いたメルトブローン繊維では、ナノサイズの繊維径と高い均一性を有する繊維が生産性よく得られることは言及されていない。
In addition,
However, since the resin obtained in this way is used in combination with a polypropylene-based resin having low crystallinity, although the texture is improved, the fibers are fused to each other, and there is a concern that the apparent fiber diameter will increase. There is a possibility that the fiber diameter will become non-uniform, and it has not been achieved from the viewpoint of compatibility between the nano-sized fiber diameter and the uniformity of the fiber diameter. As a result, high dust collection and high filterability cannot be achieved satisfactorily.
Furthermore, it is not mentioned that the melt-blown fibers obtained by the method of
また、ナノサイズの繊維径を得る方法として樹脂を溶媒に溶解させて静電紡糸する溶液型エレクトロスピニング法(特許文献5)が知られているが、用いた溶媒を成形後に回収しなければならず、製造効率が悪いものである。またポリプロピレン系樹脂を溶解させて適応したものではない。 Also, as a method for obtaining nano-sized fiber diameters, there is known a solution-type electrospinning method (Patent Document 5) in which a resin is dissolved in a solvent and electrospun, but the used solvent must be recovered after molding. However, the manufacturing efficiency is poor. Moreover, it is not adapted by dissolving a polypropylene resin.
そこで溶媒を用いずに樹脂を熱で融解させて静電紡糸する溶融エレクトロスピニング法(特許文献6)も開発されているが、溶融粘度を下げるために重量平均分子量を4万以下にしなければならず、分子量が低くなりすぎて造粒できないなど、取扱いが難しくなるという問題や、低分子量に起因して成形時に発煙するという懸念がある。 Therefore, a melt electrospinning method (Patent Document 6) has been developed in which a resin is melted by heat without using a solvent and electrostatically spun, but in order to lower the melt viscosity, the weight average molecular weight must be 40,000 or less. However, there is a concern that the molecular weight becomes too low to allow granulation, which makes handling difficult, and that smoking occurs during molding due to the low molecular weight.
上述のように、従来、ナノサイズの繊維径と高い均一性を有する繊維が生産性よく得られていない。
そこで、本発明は、ナノサイズの繊維径と、繊維径の高い均一性を両立し、糸切れしにくく成形しやすいプロピレン系重合体を提供することを課題とする。
As described above, conventionally, fibers having a nano-sized fiber diameter and high uniformity have not been obtained with good productivity.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a propylene-based polymer that achieves both a nano-sized fiber diameter and a high uniformity in fiber diameter, is resistant to thread breakage, and is easy to mold.
本発明者らは、鋭意検討した結果、分岐状プロピレン系重合体において、従来とは異なる分岐状プロピレンの構造、特に分子量分布と分岐分布を有し、および動的粘弾性測定における複素粘性率η*(ω)の角周波数ω依存性とMFRとが特定の式を満たすことで、ナノサイズの繊維径と、繊維径の高い均一性を両立し、糸切れしにくく成形しやすいことを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that a branched propylene-based polymer has a branched propylene structure different from conventional ones, particularly a molecular weight distribution and branching distribution, and a complex viscosity coefficient η in dynamic viscoelasticity measurement. * By satisfying a specific formula for the angular frequency ω dependence of (ω) and the MFR, it was found that both the nano-sized fiber diameter and the high uniformity of the fiber diameter can be achieved, and the yarn is less likely to break and can be easily molded. .
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、下記特性(1)~(4)を有する。
下記特性(1)~(4)を有する、分岐状プロピレン系重合体。
特性(1):温度230℃、2.16kg荷重で測定するメルトフローレート(MFR)が100g/10分より大きく、1000g/10分以下である。
特性(2):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が2.0以上、4.0以下であり、かつz平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比(Mz/Mw)が1.5以上、4.0以下である。
特性(3):3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、絶対z平均分子量Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が0.70以上、0.95以下である。
特性(4):動的粘弾性測定における複素粘性率η*(ω)の角周波数ω依存性と、MFRとが下記の関係式(1)を満たす。
log[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)] ≧ -0.19×log(MFR)+0.58 ・・・式(1)
(ここで、η*(0.1rad/s)はω=0.1rad/sの複素粘性率、η*(100rad/s)はω=100rad/sの複素粘性率である。)
The branched propylene-based polymer of the present invention has the following properties (1) to (4).
A branched propylene-based polymer having the following properties (1) to (4).
Characteristic (1): The melt flow rate (MFR) measured at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kg is greater than 100 g/10 minutes and not more than 1000 g/10 minutes.
Characteristic (2): The ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) obtained by gel permeation chromatography (GPC) is 2.0 or more and 4.0 or less, and The ratio (Mz/Mw) of the z-average molecular weight (Mz) to the weight-average molecular weight (Mw) is 1.5 or more and 4.0 or less.
Characteristic (3): In the molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC, the branching index g' (Mz abs ) at the absolute z-average molecular weight Mz abs is 0.70 or more and 0.95 or less.
Characteristic (4): The angular frequency ω dependence of complex viscosity η * (ω) in dynamic viscoelasticity measurement and MFR satisfy the following relational expression (1).
log[η * (0.1rad/s)/η * (100rad/s)]≧−0.19×log(MFR)+0.58 Equation (1)
(Here, η * (0.1 rad/s) is the complex viscosity at ω=0.1 rad/s, and η * (100 rad/s) is the complex viscosity at ω=100 rad/s.)
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、さらに下記特性(5)を有することが、ナノサイズの繊維径と、繊維径の高い均一性を両立する点から好ましい。
特性(5):GPCによって得られる積分分子量分布曲線において、分子量が100万以上の成分の割合(W1M)が0.10質量%以下である。
It is preferable that the branched propylene-based polymer of the present invention further has the following property (5) from the viewpoint of achieving both a nano-sized fiber diameter and a high uniformity of the fiber diameter.
Characteristic (5): In the integral molecular weight distribution curve obtained by GPC, the ratio (W 1M ) of components having a molecular weight of 1,000,000 or more is 0.10% by mass or less.
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、さらに下記特性(6)を有することが、糸切れしにくくなる点から好ましい。
特性(6):示差走査熱量計(DSC)で測定する融点(Tm)が145℃以上である。
It is preferable that the branched propylene-based polymer of the present invention further has the following property (6) from the viewpoint of resistance to thread breakage.
Characteristic (6): Melting point (Tm) measured with a differential scanning calorimeter (DSC) is 145° C. or higher.
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、さらに下記特性(7)を有することが、製品の手触り、風合いの点から好ましい。
特性(7):13C-NMRで測定するプロピレン単位5連鎖のメソペンタッド分率(mmmm)が93%以上である。
It is preferable that the branched propylene-based polymer of the present invention further has the following property (7) in terms of the feel and texture of the product.
Characteristic (7): The mesopentad fraction (mmmm) of 5 chains of propylene units measured by 13 C-NMR is 93% or more.
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、有機過酸化物により減成されたものであってよい。 The branched propylene-based polymer of the present invention may be degraded with an organic peroxide.
本発明によれば、ナノサイズの繊維径と、繊維径の高い均一性を両立し、糸切れしにくく成形しやすいプロピレン系重合体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a propylene-based polymer that achieves both a nano-sized fiber diameter and a high uniformity in fiber diameter, is resistant to thread breakage, and is easy to mold.
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、下記特性(1)~(4)を有する。
特性(1):温度230℃、2.16kg荷重で測定するメルトフローレート(MFR)が100g/10分より大きく、1000g/10分以下である。
特性(2):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が2.0以上、4.0以下であり、かつz平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比(Mz/Mw)が1.5以上、4.0以下である。
特性(3):3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、z平均分子量Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が0.70以上、0.95以下である。
特性(4):動的粘弾性測定における複素粘性率η*(ω)の角周波数ω依存性と、MFRとが下記の関係式(1)を満たす。
log[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)] ≧ -0.19×log(MFR)+0.58 ・・・式(1)
(ここで、η*(0.1rad/s)はω=0.1rad/sの複素粘性率、η*(100rad/s)はω=100rad/sの複素粘性率である。)
The branched propylene-based polymer of the present invention has the following properties (1) to (4).
Characteristic (1): The melt flow rate (MFR) measured at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kg is greater than 100 g/10 minutes and not more than 1000 g/10 minutes.
Characteristic (2): The ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) obtained by gel permeation chromatography (GPC) is 2.0 or more and 4.0 or less, and The ratio (Mz/Mw) of the z-average molecular weight (Mz) to the weight-average molecular weight (Mw) is 1.5 or more and 4.0 or less.
Characteristic (3): In the molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC, the branching index g' (Mz abs ) at the z-average molecular weight Mz abs is 0.70 or more and 0.95 or less.
Characteristic (4): The angular frequency ω dependence of complex viscosity η * (ω) in dynamic viscoelasticity measurement and MFR satisfy the following relational expression (1).
log[η * (0.1rad/s)/η * (100rad/s)]≧−0.19×log(MFR)+0.58 Equation (1)
(Here, η * (0.1 rad/s) is the complex viscosity at ω=0.1 rad/s, and η * (100 rad/s) is the complex viscosity at ω=100 rad/s.)
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、前記特性(1)~(4)を有し、従来とは異なる分岐状プロピレンの構造、特に分子量分布と分岐分布、および動的粘弾性測定における複素粘性率η*(ω)の角周波数ω依存性とMFRとが特定の式を満たすことにより、ナノサイズの繊維径と、繊維径の高い均一性を両立可能であり、糸切れしにくく成形しやすいプロピレン系重合体である。
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、特定のMFRを有しながら、分子量分布の広がりを表す指標であるMw/Mnと、Mw/Mnと比較して高分子量側の広がりを表すMz/Mwとが特定の範囲という、特定の分子量分布を有し、かつ高分子量側のz平均分子量における分岐指数が特定の範囲内である。そして、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、特定の分子量分布を有し、かつ高分子領域に適量の分岐構造を有することで特定の長期緩和成分をもつことにより、低周波数側の複素粘性率が大きくなり、例えばメルトブローン成形を行った場合に、繊維径をナノサイズに小さくなるまで空気流量を大きくしても糸切れが生じ難くなる。また、複素粘性率η*(ω)の角周波数ω依存性とMFRとが特定の式を満たすようにすることで、流動性見合いで最大にした空気流量で、溶融した成形体が伸長応力に追随できることによって、ナノサイズの繊維径と繊維径の高い均一性を両立し、糸切れしにくい成形を行うことができると推定される。
The branched propylene-based polymer of the present invention has the properties (1) to (4) described above, and has a structure different from conventional branched propylene, particularly molecular weight distribution and branching distribution, and complex viscosity in dynamic viscoelasticity measurement. By satisfying a specific formula for the angular frequency ω dependence of the rate η * (ω) and the MFR, it is possible to achieve both a nano-sized fiber diameter and a high uniformity of the fiber diameter, and it is difficult to break the yarn and easy to mold. It is a propylene polymer.
The branched propylene-based polymer of the present invention has a specific MFR, and Mw/Mn, which is an index representing the spread of the molecular weight distribution, and Mz/Mw, which represents the spread of the high molecular weight side compared to Mw/Mn. and has a specific molecular weight distribution, and the branching index in the z-average molecular weight on the high molecular weight side is within a specific range. The branched propylene-based polymer of the present invention has a specific molecular weight distribution and an appropriate amount of branched structure in the polymer region, thereby having a specific long-term relaxation component. For example, when meltblown molding is performed, yarn breakage is less likely to occur even if the air flow rate is increased until the fiber diameter is reduced to nano-size. In addition, by making the angular frequency ω dependence of the complex viscosity η * (ω) and the MFR satisfy a specific formula, the molten molded body is subjected to elongation stress at an air flow rate maximized in terms of fluidity. It is presumed that by being able to follow, it is possible to achieve both nano-sized fiber diameter and high uniformity of fiber diameter, and to perform molding that is less likely to break.
以下、本発明の分岐状プロピレン系重合体の物性、製造方法などについて、項目毎に詳細に説明する。また、本明細書において数値範囲を示す「~」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。 The physical properties, production method, and the like of the branched propylene-based polymer of the present invention will be described below in detail for each item. Also, in this specification, the term "to" indicating a numerical range is used to include the numerical values before and after it as lower and upper limits.
I.分岐状プロピレン系重合体の物性
特性(1):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、温度230℃、2.16kg荷重で測定するメルトフローレート(MFR)が100g/10分より大きく、1000g/10分以下である。
MFRは、溶融流動性を示す指標であり、重合体の分子量が大きくなると、この値が小さくなる。一方、分子量が小さくなると、この値は大きくなる。
MFRが小さすぎると、溶融流動性が悪くなって、加熱成形が困難になる。したがって、MFRは、100g/10分より大きく、好ましくは120g/10分以上、より好ましくは250g/10分以上である。
一方、MFRが大きすぎると、溶融強度の低下を引き起こす。したがって、MFRは、1000g/10分以下、好ましくは500g/10分以下、より好ましくは400g/10分以下である。
本発明において、メルトフローレート(MFR)は、JIS K7210の「プラスチック-熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)およびメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」に準拠して、試験条件:230℃、荷重2.16kgfで測定した値である。
メルトフローレート(MFR)は、重合の温度や圧力を変えるか、または、一般的な手法としては、水素などの連鎖移動剤を重合時に添加する方法により、容易に調整することができる。
また、メルトフローレート(MFR)は、より高分子量の重合体を適宜減成することによっても、調整することができる。
I. Physical properties of branched propylene-based polymer (1):
The branched propylene-based polymer of the present invention has a melt flow rate (MFR) of more than 100 g/10 minutes and not more than 1000 g/10 minutes measured at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kg.
MFR is an index showing melt fluidity, and this value decreases as the molecular weight of the polymer increases. On the other hand, the smaller the molecular weight, the larger this value.
If the MFR is too small, the melt fluidity will be poor and heat molding will be difficult. Therefore, the MFR is greater than 100 g/10 min, preferably 120 g/10 min or greater, more preferably 250 g/10 min or greater.
On the other hand, if the MFR is too large, it causes a decrease in melt strength. Therefore, the MFR is 1000 g/10 min or less, preferably 500 g/10 min or less, more preferably 400 g/10 min or less.
In the present invention, the melt flow rate (MFR) is determined according to JIS K7210 "Plastics - Test method for melt mass flow rate (MFR) and melt volume flow rate (MVR) of thermoplastics", test conditions: 230 ° C. , are values measured with a load of 2.16 kgf.
The melt flow rate (MFR) can be easily adjusted by changing the temperature and pressure of polymerization or, as a general technique, by adding a chain transfer agent such as hydrogen during polymerization.
Melt flow rate (MFR) can also be adjusted by appropriately degrading higher molecular weight polymers.
特性(2):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が2.0以上、4.0以下であり、かつz平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比(Mz/Mw)が1.5以上、4.0以下である。
Mw/Mnは、分子量分布の広がりを表す指標であり、この値が大きいほど分子量分布が広いことを意味する。Mw/Mnが小さすぎると、低分子量成分が減少し溶融流動性が悪くなる。したがって、Mw/Mnは、2.0以上であり、好ましくは2.1以上、より好ましくは2.2以上である。一方、Mw/Mnが大きすぎると、高分子量成分の量が相対的に増えて、溶融流動性が悪化する。したがって、Mw/Mnは、4.0以下であり、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.5以下である。
同じく、Mz/Mwは、分子量分布の広がりを表す指標であり、Mw/Mnと比較して高分子量側の広がりを示す指標である。これらの値が大きいほど分子量分布が高分子量側へ広いことを意味する。Mz/Mwが小さすぎると、高分子量成分が減少し溶融強度が減少する。したがって、Mz/Mwは、1.5以上であり、好ましくは1.6以上、より好ましくは1.7以上である。一方、Mz/Mwが大きすぎると、高分子量成分の量が相対的に増えて、溶融流動性が悪化する。したがって、Mz/Mwは、4.0以下であり、好ましくは3.5以下、より好ましくは3.0以下、さらに好ましくは2.0以下である。
分岐状プロピレン系重合体のGPCで測定する平均分子量および分子量分布(Mz、Mw、Mn、Mw/Mn、Mz/Mw)は、プロピレン重合の温度や圧力条件を変えるか、または、もっとも一般的な方法としては、水素などの連鎖移動剤をプロピレン重合時に添加する方法により、容易に調整できる。さらに使用するメタロセン錯体の種類、錯体を2種類以上使用する場合は、その量比を変えることで制御することができる。
また、平均分子量および分子量分布は、より高分子量の重合体を適宜減成することによっても、調整することができる。
Property (2):
4. The branched propylene-based polymer of the present invention has a weight average molecular weight (Mw) to number average molecular weight (Mn) ratio (Mw/Mn) of 2.0 or more, as measured by gel permeation chromatography (GPC). 0 or less, and the ratio (Mz/Mw) of the z-average molecular weight (Mz) to the weight-average molecular weight (Mw) is 1.5 or more and 4.0 or less.
Mw/Mn is an index representing the spread of the molecular weight distribution, and the larger this value, the wider the molecular weight distribution. If the Mw/Mn ratio is too small, the low molecular weight components will decrease and the melt fluidity will deteriorate. Therefore, Mw/Mn is 2.0 or more, preferably 2.1 or more, more preferably 2.2 or more. On the other hand, if Mw/Mn is too large, the amount of high-molecular-weight components will relatively increase, resulting in poor melt fluidity. Therefore, Mw/Mn is 4.0 or less, preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less.
Similarly, Mz/Mw is an index representing the spread of the molecular weight distribution, and is an index showing the spread on the high molecular weight side compared to Mw/Mn. The larger these values are, the wider the molecular weight distribution is toward the high molecular weight side. If the Mz/Mw is too small, the high molecular weight component will decrease and the melt strength will decrease. Therefore, Mz/Mw is 1.5 or more, preferably 1.6 or more, more preferably 1.7 or more. On the other hand, if Mz/Mw is too large, the amount of high molecular weight components will relatively increase, resulting in poor melt fluidity. Therefore, Mz/Mw is 4.0 or less, preferably 3.5 or less, more preferably 3.0 or less, and even more preferably 2.0 or less.
The average molecular weight and molecular weight distribution (Mz, Mw, Mn, Mw/Mn, Mz/Mw) measured by GPC of branched propylene-based polymers vary depending on the temperature and pressure conditions of the propylene polymerization, or the most common As a method, it can be easily adjusted by adding a chain transfer agent such as hydrogen during the polymerization of propylene. Furthermore, when using two or more types of metallocene complexes, the amount can be controlled by changing the amount ratio thereof.
The average molecular weight and molecular weight distribution can also be adjusted by appropriately degrading the higher molecular weight polymer.
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、溶融流動性および溶融強度とのバランスの点から、Mwは好ましくは7.0万以上、13.0万以下である。Mwは、溶融強度の点から、7.0万以上、さらに8.0万以上であることが好ましく、溶融流動性の点から、13.0万以下であることが好ましい。 The branched propylene-based polymer of the present invention preferably has an Mw of 70,000 or more and 130,000 or less from the viewpoint of the balance between melt fluidity and melt strength. Mw is preferably 70,000 or more, more preferably 80,000 or more from the viewpoint of melt strength, and preferably 130,000 or less from the viewpoint of melt fluidity.
上記で定義されるMz、Mw、Mn、Mw/Mn、Mz/Mw、および後述するW1Mの値は、いずれも、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られるものであり、その測定法、測定機器の詳細は以下のとおりである。
装置:Waters社製GPC(ALC/GPC、150C)
検出器;FOXBORO社製MIRAN、1A、IR検出器(測定波長:3.42μm)
カラム:昭和電工社製AD806M/S(3本)
移動相溶媒;o-ジクロロベンゼン(ODCB)
測定温度;140℃
流速;1.0mL/分
注入量:0.2mL
試料の調製は、試料とODCB(0.5mg/mLのジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を含む)を用いて、1mg/mLの溶液を調製し、140℃で約1時間要して溶解させて行う。
なお、得られたクロマトグラムのベースラインと区間は、図1のように行う。
また、GPC測定で得られた保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。使用する標準ポリスチレンは、いずれも東ソー社製の以下の銘柄である。
銘柄:F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000
各々が0.5mg/mLとなるように、ODCB(0.5mg/mLのBHTを含む)に溶解した溶液を0.2mL注入して、較正曲線を作成する。較正曲線は、最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。
分子量への換算に使用する粘度式:[η]=K×Mαは、以下の数値を用いる。
PS:K=1.38×10-4、α=0.7
PP:K=1.03×10-4、α=0.78
Mz, Mw, Mn, Mw / Mn, Mz / Mw defined above, and the values of W 1M described later are all obtained by gel permeation chromatography (GPC), and the measurement method, The details of the measuring equipment are as follows.
Apparatus: Waters GPC (ALC/GPC, 150C)
Detector; FOXBORO MIRAN, 1A, IR detector (measurement wavelength: 3.42 μm)
Column: Showa Denko AD806M/S (3 columns)
Mobile phase solvent; o-dichlorobenzene (ODCB)
Measurement temperature; 140°C
Flow rate; 1.0 mL/min Injection volume: 0.2 mL
Sample preparation is performed by using the sample and ODCB (containing 0.5 mg/mL dibutylhydroxytoluene (BHT)) to prepare a 1 mg/mL solution and dissolving it at 140°C for about 1 hour. .
In addition, the baseline and interval of the obtained chromatogram are performed as shown in FIG.
Further, conversion from the retention volume obtained by GPC measurement to molecular weight is performed using a previously prepared standard polystyrene calibration curve. The standard polystyrene used is the following brand manufactured by Tosoh Corporation.
Brand: F380, F288, F128, F80, F40, F20, F10, F4, F1, A5000, A2500, A1000
A calibration curve is generated by injecting 0.2 mL of a solution dissolved in ODCB (containing 0.5 mg/mL of BHT) at 0.5 mg/mL each. A calibration curve uses a cubic equation obtained by approximation using the least squares method.
Viscosity formula used for conversion to molecular weight: [η]=K×M α uses the following numerical values.
PS: K=1.38×10 −4 , α=0.7
PP: K=1.03×10 −4 , α=0.78
特性(3):3D-GPCで測定する分岐指数g’(Mzabs)
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、絶対z平均分子量Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が0.70以上、0.95以下である。
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、絶対z平均分子量Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が上記範囲にあることにより、全体としての溶融強度、中でも伸長粘度と溶融流動性のバランスを保つことができる。
Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が0.95以下であると、高分子量成分の分岐がある程度以上存在することから、溶融強度が向上していると推定される。一方で、前記分岐指数g’(Mzabs)が。0.70以上であると、高分子量成分の分岐が多過ぎないことから、溶融流動性とのバランスも良好になると推定される。
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、中でも、溶融強度の点から、前記Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が0.76以上であることが好ましく、さらに0.77以上であることが好ましく、一方で、0.93以下であることが好ましく、さらに0.90以下であることが好ましい。
Property (3): branching index g' (Mz abs ) measured by 3D-GPC
The branched propylene-based polymer of the present invention has a branching index g' (Mz abs ) at an absolute z-average molecular weight Mz abs of 0.70 or more and 0.95 or less in a molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC.
The branched propylene-based polymer of the present invention has a branching index g′ (Mz abs ) in the absolute z-average molecular weight Mz abs within the above range, so that the melt strength as a whole, especially the elongational viscosity and the melt fluidity are well balanced. can keep.
When the branching index g′ (Mz abs ) in Mz abs is 0.95 or less, the branching of the high-molecular-weight component exists to some extent or more, and it is presumed that the melt strength is improved. On the other hand, the branching index g'(Mz abs ) is When it is 0.70 or more, the branching of the high-molecular-weight component is not excessive, so it is presumed that the balance with the melt fluidity will be good.
The branched propylene-based polymer of the present invention preferably has a branching index g′ (Mz abs ) in Mz abs of 0.76 or more, more preferably 0.77 or more, from the viewpoint of melt strength. is preferred, on the other hand, it is preferably 0.93 or less, and more preferably 0.90 or less.
特性(3’):
また、本発明の分岐状ポリプロピレン系重合体は、3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、
Mabspt<Mwabs<Mzabs<100万の関係があり、
Mabsptにおける分岐指数g’(Mabspt)が0.95以上、1.00以下
Mwabsにおける分岐指数g’(Mwabs)が0.90以上、1.00以下
であることが好ましい。
ここで、Mabspt、Mwabs、Mzabsは、それぞれピーク位置に相当する絶対分子量、重量平均分子量、z平均分子量を表す。
本発明の分岐状ポリプロピレン系重合体は、分岐分布が、上記範囲にあることにより、全体としての溶融強度、中でも伸長粘度と溶融流動性のバランスを保つことができる点から好ましい。
Property (3'):
In addition, the branched polypropylene polymer of the present invention, in the molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC,
There is a relationship of M abs pt<Mw abs <Mz abs <1,000,000,
Branching index g' (M abs pt) at M abs pt is preferably 0.95 or more and 1.00 or less Branching index g' (Mw abs ) at Mw abs is preferably 0.90 or more and 1.00 or less.
Here, M abs pt, Mw abs and Mz abs represent the absolute molecular weight, weight average molecular weight and z average molecular weight corresponding to the peak positions, respectively.
The branched polypropylene-based polymer of the present invention preferably has a branch distribution within the above range because it can maintain the melt strength as a whole, especially the balance between elongational viscosity and melt fluidity.
ここで、最も成分が多い分子量に相当する前記Mabsptは、高応力下での流動性と相関し易いと考えられる。前記Mabsptが、前記Mwabs未満であることにより、溶融流動性が良好になると推定される。また、前記Mzabsはどのくらい高分子量まで成分があるかと相関があると考えられ、前記Mzabsが100万未満であることにより、溶融流動性が良好になると推定される。 Here, the M abs pt, which corresponds to the molecular weight of the largest component, is considered to be easily correlated with fluidity under high stress. When the M abs pt is less than the Mw abs , it is presumed that the melt fluidity is improved. Moreover, the Mz abs is considered to be correlated with how high the molecular weight of the component is, and it is presumed that the Mz abs of less than 1,000,000 improves the melt fluidity.
本発明の分岐状ポリプロピレン系重合体は、3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、Mabsptにおける分岐指数g’(Mabspt)が0.95以上、1.00以下であることが好ましい。前記Mabsptにおける分岐指数g’(Mabspt)が1.00または1.00に近いことから、最多成分は、分岐成分がない、または少ないことを表す。最多成分では、分岐成分がない、または少ないことにより、溶融流動性が良好になると推定される。
本発明の分岐状ポリプロピレン系重合体は、中でも、高応力時の流動性の点から、前記Mabsptにおける分岐指数g’(Mabspt)が0.95以上であることが好ましく、さらに0.98以上であることが好ましい。
The branched polypropylene polymer of the present invention preferably has a branching index g' (M abs pt) in M abs pt of 0.95 or more and 1.00 or less in the molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC. . Since the branching index g′ (M abs pt) in the above M abs pt is 1.00 or close to 1.00, the most abundant component indicates no or few branched components. It is presumed that in the case of the largest number of components, the melt fluidity is improved because there are no or few branched components.
Among them, the branched polypropylene polymer of the present invention preferably has a branching index g' (M abs pt) of 0.95 or more in the M abs pt from the viewpoint of fluidity under high stress, and furthermore, 0 0.98 or higher is preferred.
本発明の分岐状ポリプロピレン系重合体は、3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、Mwabsにおける分岐指数g’(Mwabs)が0.90以上、1.00以下であることが好ましい。重量平均分子量Mwabsにおける分岐指数g’(Mwabs)も1.00または1.00に近いことから、重量平均分子量における成分も、分岐成分がない、または少ないことを表す。重量平均分子量における成分についても、未だ分岐成分がない、または少ないことにより、溶融流動性が良好になると推定される。
溶融流動性と伸長粘度のバランスが良好になる点から、最多成分に相当する前記Mabspt成分よりも分子量が高い重量平均分子量Mwabsにおける成分の方が、分岐が多いことが好ましく、すなわち分岐指数g’(Mabspt)>分岐指数g’(Mwabs)であることが好ましい。
本発明の分岐状ポリプロピレン系重合体は、中でも、高応力時の流動性の点から、前記Mwabsにおける分岐指数g’(Mwabs)が0.93以上であることが好ましく、
さらに0.95以上あることが好ましく、一方で、1.00未満であることが好ましく、さらに0.98以下であることが好ましい。
The branched polypropylene polymer of the present invention preferably has a branching index g' (Mw abs ) in Mw abs of 0.90 or more and 1.00 or less in the molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC. The branching index g′ (Mw abs ) at the weight average molecular weight Mw abs is also 1.00 or close to 1.00, indicating that the component at the weight average molecular weight is also free or low in branched components. As for the components in the weight-average molecular weight, it is presumed that the melt fluidity is improved when there are no or few branched components.
From the point of achieving a good balance between melt fluidity and elongational viscosity, it is preferable that the component at the weight average molecular weight Mw abs having a higher molecular weight than the M abs pt component corresponding to the largest component has more branches, that is, the branch Preferably, the index g' (M abs pt)>branching index g' (Mw abs ).
Among them, the branched polypropylene polymer of the present invention preferably has a branching index g' (Mw abs ) in the Mw abs of 0.93 or more from the viewpoint of fluidity under high stress.
Further, it is preferably 0.95 or more, while it is preferably less than 1.00, and more preferably 0.98 or less.
分岐指数g’は、長鎖分岐構造を有するポリマーの固有粘度[η]brと同じ分子量を有する線状ポリマーの固有粘度[η]linの比([η]br/[η]lin)によって与えられ、長鎖分岐構造が存在すると、1.0よりも小さな値をとる。
定義は、例えば「Developments in Polymer Charactarization-4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science Publishers、1984)に記載されており、当業者にとって公知の指標である。
分岐指数g’は、例えば、下記のような光散乱計と粘度計を検出器に備えた3D-GPCを使用することによって、絶対分子量Mabsの関数として得ることができる。
本明細書において、3D-GPCとは、3つの検出器が接続されたGPC装置をいう。係る3つの検出器は、示差屈折計(RI)、粘度検出器(Viscometer)および多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)である。
示差屈折計(RI)および粘度検出器(Viscometer)を装備したGPC装置として、Waters社製のAlliance GPCV2000を用いる。また、光散乱検出器として、多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)Wyatt Technology社製のDAWN-Eを用いる。
検出器は、MALLS、RI、Viscometerの順で接続する。
移動相溶媒は、1,2,4-トリクロロベンゼン(BASFジャパン社製酸化防止剤Irganox1076を0.5mg/mLの濃度で添加)である。
流量は1mL/分で、カラムは東ソー社製GMHHR-H(S)HTを2本直列に連結して用いる。
カラム、試料注入部および各検出器の温度は140℃である。
試料濃度は1mg/mLとし、注入量(サンプルループ容量)は0.2175mLである。
MALLSから得られる絶対分子量(Mabs)、二乗平均慣性半径(Rg)およびViscometerから得られる固有粘度([η])を求めるにあたっては、MALLS付属のデータ処理ソフトASTRA(version4.73.04)を利用し、下記の文献を参考にして計算する。
参考文献:
1.Developments in Polymer Characterization, vol.4. Essex: Applied Science; 1984. Chapter1.
2.Polymer, 45, 6495-6505(2004)
3.Macromolecules, 33, 2424-2436(2000)
4.Macromolecules, 33, 6945-6952(2000)
分岐指数g’は、サンプルを上記Viscometerで測定して得られる固有粘度([η]br)と、別途、線状ポリマーを測定して得られる固有粘度([η]lin)との比([η]br/[η]lin)として算出する。
The branching index g′ is given by the ratio ([η] br /[η] lin ) of the intrinsic viscosity [η] br of a polymer having a long chain branched structure and [η] lin of a linear polymer with the same molecular weight. and takes values less than 1.0 in the presence of long-chain branched structures.
Definitions are described, for example, in "Developments in Polymer Characterization-4" (JV Dawkins ed. Applied Science Publishers, 1984) and are guidelines known to those skilled in the art.
The branching index g' can be obtained as a function of the absolute molecular weight M abs , for example, by using 3D-GPC equipped with a light scatterometer and a viscometer as detectors as described below.
As used herein, 3D-GPC refers to a GPC apparatus to which three detectors are connected. Three such detectors are a differential refractometer (RI), a viscosity detector (Viscometer) and a multi-angle laser light scattering detector (MALLS).
As a GPC apparatus equipped with a differential refractometer (RI) and a viscosity detector (Viscometer), Alliance GPCV2000 manufactured by Waters is used. As a light scattering detector, a multi-angle laser light scattering detector (MALLS) DAWN-E manufactured by Wyatt Technology is used.
The detectors are connected in the order MALLS, RI, Viscometer.
The mobile phase solvent is 1,2,4-trichlorobenzene (antioxidant Irganox 1076 manufactured by BASF Japan Co., Ltd. added at a concentration of 0.5 mg/mL).
The flow rate is 1 mL/min, and two Tosoh GMHHR-H(S)HT columns connected in series are used.
The temperature of the column, sample injection part and each detector is 140°C.
The sample concentration is 1 mg/mL and the injection volume (sample loop volume) is 0.2175 mL.
In determining the absolute molecular weight (M abs ), the root-mean-square radius of gyration (Rg), and the intrinsic viscosity ([η]) obtained from the Viscometer, the data processing software ASTRA (version 4.73.04) attached to MALLS was used. Use it and calculate with reference to the following literature.
References:
1. Developments in Polymer Characterization, vol. 4. Essex: Applied Science; Chapter1.
2. Polymer, 45, 6495-6505 (2004)
3. Macromolecules, 33, 2424-2436 (2000)
4. Macromolecules, 33, 6945-6952 (2000)
The branching index g ' is the ratio ([ η] br /[η] lin ).
ポリマー分子に長鎖分岐構造が導入されると、同じ分子量の線状ポリマー分子と比較して慣性半径が小さくなる。慣性半径が小さくなると、固有粘度が小さくなることから、長鎖分岐構造が導入されるに従い、同じ分子量の線状ポリマーの固有粘度([η]lin)に対する分岐状ポリマーの固有粘度([η]br)の比([η]br/[η]lin)は、小さくなっていく。したがって、長鎖分岐構造を有するポリマーは、分岐指数g’([η]br/[η]lin)が1.0より小さい値になり、線状ポリマーは、定義上、分岐指数g’が1.0となる。
ここで、線状ポリマーとして市販のホモポリプロピレン(日本ポリプロ社製ノバテックPP(登録商標)グレード名:FY6)を用いて[η]linを得る。線状ポリマーの[η]linの対数は、分子量の対数と線形の関係があることは、Mark-Houwink-Sakurada式として公知であるから、[η]linは低分子量側や高分子量側に適宜外挿して数値を得ることができる。
分岐指数g’を1.0より小さくするには、長鎖分岐を多く導入することにより達成され、触媒の選択やその組み合わせおよび量比、ならびに予備重合条件を制御して重合することで可能となる。
分岐指数g’を上記特定の範囲内にするには、後述のように触媒の選択やその組み合わせおよび量比に加えて、重合時の水素量を適宜調整することで可能となる。
また、前記分岐指数g’は、より高分子量の長鎖分岐構造を有する重合体を適宜減成することによっても、調整することができる。
The introduction of long-chain branched structures into polymer molecules reduces the radius of gyration compared to linear polymer molecules of the same molecular weight. Since the intrinsic viscosity decreases as the radius of gyration decreases, the intrinsic viscosity of the branched polymer ([η] br ) ratio ([η] br /[η] lin ) becomes smaller. Therefore, a polymer having a long-chain branched structure has a branching index g′([η] br /[η] lin ) of less than 1.0, and a linear polymer, by definition, has a branching index g′ of 1. .0.
Here, [η] lin is obtained using a commercially available homopolypropylene (Novatec PP (registered trademark) grade name: FY6, manufactured by Nippon Polypropylene Co., Ltd.) as a linear polymer. It is known as the Mark -Houwink-Sakurada formula that the logarithm of [η] lin of a linear polymer has a linear relationship with the logarithm of the molecular weight. A numerical value can be obtained by extrapolation.
A branching index g′ of less than 1.0 can be achieved by introducing many long-chain branches, and can be achieved by controlling the selection of catalysts, their combinations and ratios, and prepolymerization conditions. Become.
In order to keep the branching index g' within the above specific range, it is possible to appropriately adjust the amount of hydrogen during polymerization in addition to the selection, combination and amount ratio of catalysts, as will be described later.
The branching index g' can also be adjusted by appropriately degrading a polymer having a higher molecular weight long-chain branched structure.
特性(4):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、動的粘弾性測定における複素粘性率η*(ω)の角周波数ω依存性と、MFRとが下記の関係式(1)を満たす。
log[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)] ≧ -0.19×log(MFR)+0.58 ・・・式(1)
(ここで、η*(0.1rad/s)はω=0.1rad/sの複素粘性率、η*(100rad/s)はω=100rad/sの複素粘性率である。)
Property (4):
The branched propylene-based polymer of the present invention satisfies the following relational expression (1) between the angular frequency ω dependence of the complex viscosity η * (ω) in dynamic viscoelasticity measurement and the MFR.
log[η * (0.1rad/s)/η * (100rad/s)]≧−0.19×log(MFR)+0.58 Equation (1)
(Here, η * (0.1 rad/s) is the complex viscosity at ω=0.1 rad/s, and η * (100 rad/s) is the complex viscosity at ω=100 rad/s.)
高分子溶融体は一般的に非ニュートン性という特性を示し、その非ニュートン性は動的粘弾性を測定することで評価できる。動的粘弾性の測定は溶融状態で行われ、一般にはギャップ負荷法と呼ばれるひずみと応力を測定する。ギャップとしては、一般的に高分子溶融体は粘弾性体として取り扱われるので、平行円板で測定する。
この粘弾性現象論においては、二枚の平行円板の間に高粘度の高分子溶融体を詰めてずらす場合(ずりひずみ)を考える。時間:t=0で、一定ひずみ:γ=γ0を与えた後、この一定ひずみ量を保つ応力G(t)は時間とともに指数関数的に減少する。この時間は、この高分子溶融体に応力が緩和する速さを示し、緩和時間と呼ばれ、その物質固有の値を示す。緩和する応力σ(t)のはじめに与えた一定ひずみγ0に対する比は時間とともに変化する。弾性率G(t)=σ(t)/γ0は、緩和弾性率といわれる。
一定ひずみを角周波数ωで正弦的に振動するひずみにすると、応力を正弦的ひずみの比として定義される弾性率G*(ω)は複素数となり、複素弾性率として下記式で表される。
G*(ω)=G’(ω)+iG”(ω)
その実数部を貯蔵弾性率G’、虚数部を損失弾性率G”といい、これにより高分子溶融体の非ニュートン性を評価することができる。すなわち、粘弾性体に正弦的ひずみを与えると、応力は同じ振動数であるが、位相が変わることを意味する。tanδ=G”/G’=1/ωτ (τ:緩和時間)で示されるδだけ、応力の位相がひずみに対して進んでいる。
また、複素粘性率η*は、貯蔵弾性率G’、損失弾性率G”、角周波数ωを用いて、同じく複素数、およびその絶対値として下記式で表される。
Polymer melts generally exhibit non-Newtonian properties, and the non-Newtonian properties can be evaluated by measuring dynamic viscoelasticity. Dynamic viscoelasticity measurements are made in the melt and measure strain and stress, commonly referred to as the gap loading method. As for the gap, since polymer melts are generally treated as viscoelastic bodies, parallel discs are used for measurement.
In this viscoelastic phenomenology, we consider the case where two parallel discs are filled with a high-viscosity polymer melt and are displaced (shear strain). At time: t=0, after applying a constant strain: γ= γ0 , the stress G(t) that maintains this constant amount of strain decreases exponentially with time. This time indicates the speed at which the stress in the polymer melt relaxes, is called relaxation time, and indicates a value specific to the substance. The ratio of the relaxing stress σ(t) to the initially applied constant strain γ 0 varies with time. Elastic modulus G(t)=σ(t)/γ 0 is called the relaxation elastic modulus.
If the constant strain is sinusoidally oscillating at an angular frequency ω, then the elastic modulus G * (ω), which is defined as the ratio of sinusoidal strain to stress, becomes a complex number and is expressed by the following equation as the complex elastic modulus.
G * (ω)=G′(ω)+iG″(ω)
The real part is called the storage elastic modulus G', and the imaginary part is called the loss elastic modulus G''. , which means that the stress has the same frequency, but the phase changes. Tan I'm in.
Also, the complex viscosity η * is similarly expressed by the following equation as a complex number and its absolute value using the storage elastic modulus G′, the loss elastic modulus G″, and the angular frequency ω.
本発明の分岐状プロピレン系重合体が、前記の関係式(1)を満たすということは、すなわち、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、低周波数側の複素粘性率と高周波数側の複素粘性率の比[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)]が、流動性見合いで特定の関係式より大きいことを示す。
一般的に高分子溶融体が示す非ニュートン性において、長期緩和成分を持つことで低周波数側の貯蔵弾性率が大きくなり、損失弾性率も大きくなる。貯蔵弾性率と損失弾性率が大きくなると複素粘性率も大きくなる。複素粘性率を用いることにより、貯蔵弾性率と損失弾性率の両方が反映され、極細繊維成形に適した特性を表す1つの指標となっていると推定される。
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、高分子量領域に適量の分岐構造を有することで適量の長期緩和成分を持つため、低周波数側の複素粘性率が大きくなって、複素粘性率の比[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)]が、従来のプロピレン系重合体に比べて、流動性見合いで大きくなり、関係式(1)を満たすものである。
流動性見合いで低周波数側の複素粘性率が大きいと、例えば繊維成形を行った場合に、空気流量を上げることができるため、繊維径をより細くでき、かつ、溶融した成形体が伸長応力に追随できるため、細繊化しても繊維径が均一になりやすく、糸切れしにくくなる。
The fact that the branched propylene-based polymer of the present invention satisfies the above relational expression (1) means that the branched propylene-based polymer of the present invention has a complex viscosity coefficient on the low frequency side and a complex viscosity on the high frequency side. It shows that the viscosity ratio [η * (0.1 rad/s)/η * (100 rad/s)] is larger than a specific relational expression in terms of fluidity.
Generally, in the non-Newtonian properties of polymer melts, the presence of a long-term relaxation component increases the storage modulus and loss modulus on the low frequency side. The complex viscosity increases as the storage modulus and loss modulus increase. By using the complex viscosity, both the storage elastic modulus and the loss elastic modulus are reflected, and it is presumed that this is an index representing properties suitable for ultrafine fiber molding.
Since the branched propylene-based polymer of the present invention has an appropriate amount of branched structure in the high molecular weight region, it has an appropriate amount of long-term relaxation component. η * (0.1 rad/s)/η * (100 rad/s)] is greater in terms of fluidity than conventional propylene-based polymers, and satisfies the relational expression (1).
If the complex viscosity on the low frequency side is large in terms of fluidity, for example, when fiber molding is performed, the air flow rate can be increased. Since it can follow, even if it is made finer, the fiber diameter tends to be uniform and the yarn breakage is less likely to occur.
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、下記の関係式(1’)を満たすことがより好ましく、下記の関係式(1”)を満たすことがよりさらに好ましい。
log[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)] ≧ -0.19×log(MFR)+0.59 ・・・式(1’)
log[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)] ≧ -0.19×log(MFR)+0.60 ・・・式(1”)
The branched propylene-based polymer of the present invention more preferably satisfies the following relational expression (1′), and even more preferably satisfies the following relational expression (1″).
log[η * (0.1rad/s)/η * (100rad/s)]≧−0.19×log(MFR)+0.59 Expression (1′)
log[η * (0.1rad/s)/η * (100rad/s)]≧−0.19×log(MFR)+0.60 Formula (1″)
一般に流動性を高くすると溶融強度は低下し、不十分になるという問題があるため、必要な流動性と、優れた溶融強度を両立したプロピレン系重合体であることが望まれる。前記式(1)、式(1’)、および式(1”)は、前述のように、分岐状プロピレン系重合体が、従来のプロピレン系重合体に比べて、流動性見合いで低周波数側の複素粘性率が大きいことを示し、流動性と溶融強度のバランスを示すものである。すなわち、本発明の分岐状プロピレン系重合体と従来のものを区別するために、複素粘性率の比[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)]は流動性(MFR)の増加に対して負の相関がある関数と考えて、当該関数のパラメータを設定し、本発明で製造されるプロピレン系重合体の複素粘性率の比が当該関数で規定される複素粘性率の比よりも流動性見合いで大きいことを示す。具体的には、実施例および比較例データに基づき、実施例と従来技術の比較例を区別する複素粘性率の比および流動性(MFR)の値を仮定して、当該複素粘性率の比と流動性(MFR)との間に成立する関係式について、最小二乗法により当該関係式のパラメータを決定したものである(図3参照)。 In general, there is a problem that if the fluidity is increased, the melt strength is lowered and becomes insufficient. Therefore, it is desired that the propylene-based polymer has both the required fluidity and excellent melt strength. Formulas (1), (1′), and (1″) above show that the branched propylene-based polymer has higher fluidity than conventional propylene-based polymers on the low frequency side in terms of fluidity. The complex viscosity of the branched propylene-based polymer of the present invention is large, indicating a balance between fluidity and melt strength. η * (0.1 rad / s) / η * (100 rad / s)] is considered to be a function that has a negative correlation with the increase in fluidity (MFR), the parameters of the function are set, and in the present invention It shows that the complex viscosity ratio of the propylene-based polymer to be produced is greater than the complex viscosity ratio defined by the function in terms of fluidity.Specifically, based on the data of Examples and Comparative Examples, Assuming values of the complex viscosity ratio and the fluidity (MFR) that distinguish the example from the comparative example of the prior art, the relational expression that holds between the complex viscosity ratio and the fluidity (MFR): , the parameters of the relational expression are determined by the method of least squares (see FIG. 3).
一方で、例えばメルトブローンのようなノズル先端で延伸応力が高くなるような極細繊維成形を行った場合に、低周波数側の複素粘性率が高すぎると溶融樹脂が成形初期のノズル先端で延伸しにくくなり糸切れしやすくなるおそれがある。
そこで本発明の分岐状プロピレン系重合体は、さらに下記の関係式(1’”)を満たすことが好ましい。
log[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)] ≦ -0.19×log(MFR)+0.73 ・・・式(1’”)
On the other hand, for example, in the case of ultrafine fiber molding such as meltblown where the stretching stress is high at the tip of the nozzle, if the complex viscosity on the low frequency side is too high, the molten resin is difficult to stretch at the tip of the nozzle in the initial stage of molding. There is a risk that the thread will break easily.
Therefore, the branched propylene-based polymer of the present invention preferably further satisfies the following relational expression (1′″).
log [η * (0.1 rad/s)/η * (100 rad/s)] ≤ -0.19 x log (MFR) + 0.73 Formula (1'")
特性(4’):
また、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、動的粘弾性測定における複素弾性率G’(ω)の角周波数ω依存性と、MFRとが下記の関係式(2)を満たすことが好ましい。
log[G’(0.1rad/s)/G’(100rad/s)] ≧ -0.73×log(MFR)-2.39 ・・・式(2)
(ここで、G’(0.1rad/s)はω=0.1rad/sの貯蔵弾性率、G’(100rad/s)は、ω=100rad/sの貯蔵弾性率である。)
Property (4'):
Further, in the branched propylene-based polymer of the present invention, it is preferable that the angular frequency ω dependence of the complex elastic modulus G′(ω) in dynamic viscoelasticity measurement and the MFR satisfy the following relational expression (2): .
log [G' (0.1 rad/s) / G' (100 rad/s)] ≧ -0.73 × log (MFR) -2.39 formula (2)
(Here, G' (0.1 rad/s) is the storage modulus of ω = 0.1 rad/s, and G' (100 rad/s) is the storage modulus of ω = 100 rad/s.)
すなわち、低周波数側の貯蔵弾性率と高周波数側の貯蔵弾性率の比[G’(0.1rad/s)/G’(100rad/s)]が、MFR見合いで特定の関係式より大きいことが好ましい。
一般的に高分子溶融体が示す非ニュートン性において、長期緩和成分が多くなると低周波数側の貯蔵弾性率が高くなる。本発明の分岐状プロピレン系重合体は、高分子量領域に適量の分岐構造を有することで適量の長期緩和成分を持つため、低周波数側の貯蔵弾性率が高くなり、貯蔵弾性率の比[G’(0.1rad/s)/G’(100rad/s)]が、従来のプロピレン系重合体に比べて、流動性見合いで大きくなり、下記の関係式(2)を満たし得るものである。
低周波数側の貯蔵弾性率が高いと、例えば繊維成形を行った場合に、溶融した成形体が伸長応力に追随できることにより細繊化しても糸切れしにくくなる。
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、さらに下記の関係式(2’)を満たすことが好ましく、さらに下記の関係式(2”)を満たすことがより好ましい。
log[G’(0.1rad/s)/G’(100rad/s)] ≧ -0.73×log(MFR)-2.38 ・・・式(2’)
log[G’(0.1rad/s)/G’(100rad/s)] ≧ -0.73×log(MFR)-2.37 ・・・式(2”)
の関係式を満たす。
That is, the ratio of the storage elastic modulus on the low frequency side to the storage elastic modulus on the high frequency side [G' (0.1 rad/s) / G' (100 rad/s)] is larger than a specific relational expression in terms of MFR. is preferred.
In general, in non-Newtonian properties exhibited by polymer melts, the storage modulus on the low frequency side increases as the long-term relaxation component increases. Since the branched propylene-based polymer of the present invention has an appropriate amount of branched structure in the high molecular weight region, it has an appropriate amount of long-term relaxation component, so the storage elastic modulus on the low frequency side increases, and the storage elastic modulus ratio [G '(0.1 rad/s)/G'(100 rad/s)] is greater in terms of fluidity than conventional propylene-based polymers, and can satisfy the following relational expression (2).
If the storage elastic modulus on the low frequency side is high, for example, when fiber molding is performed, the melted molded body can follow the elongation stress, so that even if the fiber is finely divided, the fiber is less likely to break.
The branched propylene-based polymer of the present invention preferably further satisfies the following relational expression (2′), and more preferably satisfies the following relational expression (2″).
log [G' (0.1 rad/s) / G' (100 rad/s)] ≧ -0.73 × log (MFR) -2.38 formula (2')
log [G' (0.1 rad/s) / G' (100 rad/s)] ≧ -0.73 × log (MFR) -2.37 Formula (2")
satisfies the relational expression of
また反対に、例えばメルトブローンのようなノズル先端で延伸応力が高くなるような極細繊維成形を行った場合に、低周波数側の貯蔵弾性率が高すぎると溶融樹脂が成形初期のノズル先端で延伸しにくくなり糸切れしやすくなるおそれがある。
そこで本発明の分岐状プロピレン系重合体は、さらに下記の関係式(2’”)を満たすことが好ましい。
log[G’(0.1rad/s)/G’(100rad/s)] ≦ -0.73×log(MFR)-2.09 ・・・式(2’”)
On the other hand, for example, in the case of ultrafine fiber molding such as meltblown where the stretching stress is high at the tip of the nozzle, if the storage modulus on the low frequency side is too high, the molten resin is stretched at the tip of the nozzle in the initial stage of molding. It may become difficult and the thread may break easily.
Therefore, the branched propylene-based polymer of the present invention preferably further satisfies the following relational expression (2''').
log [G' (0.1 rad/s) / G' (100 rad/s)] ≤ -0.73 × log (MFR) -2.09 Formula (2'")
本発明の分岐状プロピレン系重合体の動的粘弾性測定は、通常の動的粘弾性を測定する装置で測定することができる。動的粘弾性を測定する装置としては、例えば、TA Instruments社製、ARES-G2が挙げられる。
プロピレン系重合体を気泡が入らないように、180℃で5分間プレスで圧縮成形し、厚さ2.0mm、直径25mmの円盤状の測定用サンプルとする。サンプルの測定は、180℃で保温された直径25mmの平行円板を使用して、厚さ2.0mmの測定用サンプルを厚さ1.5mmまで圧縮後、1.5mmの間隙をおいて配置された直径25mmの平行円板を使用して、180℃で、0.1%から40%のいずれかの歪量で、かつ、周波数範囲が0.01rad/secから100rad/secの範囲で、測定点は、ω一桁当たり5点として貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)を測定する。
The dynamic viscoelasticity of the branched propylene-based polymer of the present invention can be measured with a usual device for measuring dynamic viscoelasticity. Devices for measuring dynamic viscoelasticity include, for example, ARES-G2 manufactured by TA Instruments.
The propylene-based polymer is compression-molded with a press at 180° C. for 5 minutes so as not to introduce air bubbles into a disk-shaped measurement sample having a thickness of 2.0 mm and a diameter of 25 mm. Sample measurement is performed by using parallel discs with a diameter of 25 mm that are kept at 180° C. After compressing the sample for measurement with a thickness of 2.0 mm to a thickness of 1.5 mm, place it with a gap of 1.5 mm. At 180° C., with a strain of anywhere from 0.1% to 40%, and in the frequency range from 0.01 rad/sec to 100 rad/sec, using parallel discs with a diameter of 25 mm, The storage elastic modulus (G') and the loss elastic modulus (G'') are measured at 5 points per one digit of ω.
前記式(1)を満たすには、特定の分子量分布を有し、長鎖分岐を適量導入することにより達成され、触媒の選択やその組み合わせおよび量比に加えて、予備重合条件、重合時の水素量などを制御して重合することで可能となる。
また、前記式(1)を満たすには、より高分子量の長鎖分岐構造を有する重合体を適宜減成することによっても、調整することができる。より高分子量の長鎖分岐構造を有する重合体を調製するには、例えば、複数のメタロセン錯体を含む触媒を用いる方法において、使用する一方のメタロセン錯体として、高分子量のポリマーが製造可能なものを選択したうえで、低分子量側を製造する他方のメタロセン錯体に対する量比、重合時に添加する水素量や重合温度の制御により、容易に調整することができる。
In order to satisfy the above formula (1), it has a specific molecular weight distribution and is achieved by introducing an appropriate amount of long chain branches. It is possible by controlling the amount of hydrogen and the like for polymerization.
Moreover, in order to satisfy the above formula (1), adjustment can also be made by appropriately degrading a polymer having a higher molecular weight long-chain branched structure. In order to prepare a polymer having a long-chain branched structure with a higher molecular weight, for example, in a method using a catalyst containing a plurality of metallocene complexes, one of the metallocene complexes used is one that can produce a polymer with a high molecular weight. After selection, it can be easily adjusted by controlling the amount ratio to the other metallocene complex to be produced on the low molecular weight side, the amount of hydrogen added during polymerization, and the polymerization temperature.
特性(5):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、GPCによって得られる積分分子量分布曲線において、分岐状プロピレン系重合体全量100質量%に対して、分子量が100万以上の成分の割合(W1M)が0.10質量%以下であることが、伸長応力への追随の均一さの点から好ましい。
超高分子量分岐成分の量が多くなると、溶融強度が大きくなり過ぎ、伸長応力への追随が不均一になる場合がある。したがって、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、W1Mが0.10質量%以下であることが好ましく、より好ましくは0.05質量%以下であり、好ましくは0.00質量%である。
本発明において、W1Mは、GPCによって得られる積分分子量分布曲線(全量を1に規格化)において、分子量(M)が100万(Log(M)=6.0)までの積分値を、1から減じた値に、100を乗じた値として定義する。積分分子量分布曲線の一例を図4に示す。
W1Mは、例えば、触媒の選択やその組み合わせおよび量比に加えて、予備重合条件、重合時の水素量などを制御して重合することで可能となる。
また、W1Mは、より高分子量の長鎖分岐構造を有する重合体を適宜減成することによっても、調整することができる。
Property (5):
In the branched propylene-based polymer of the present invention, the ratio (W 1M ) of components having a molecular weight of 1,000,000 or more is 0 with respect to 100% by mass of the total amount of the branched propylene-based polymer in the integrated molecular weight distribution curve obtained by GPC. 0.10% by mass or less is preferable from the point of uniformity in following elongation stress.
When the amount of the ultra-high molecular weight branched component increases, the melt strength becomes too high, and the elongational stress may not be followed uniformly. Therefore, the branched propylene-based polymer of the present invention preferably has a W 1M of 0.10% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less, and preferably 0.00% by mass.
In the present invention, W 1M is an integral molecular weight distribution curve obtained by GPC (the total weight is normalized to 1), and the integral value up to a molecular weight (M) of 1,000,000 (Log (M) = 6.0) is , multiplied by 100. An example of the integral molecular weight distribution curve is shown in FIG.
W 1M can be achieved, for example, by controlling prepolymerization conditions, the amount of hydrogen during polymerization, and the like, in addition to the selection, combination, and ratio of catalysts.
W 1M can also be adjusted by appropriately degrading a polymer having a higher molecular weight long-chain branched structure.
特性(6):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、示差走査熱量計(DSC)で測定する融点(Tm)が145℃以上であることが、製品の耐熱性の点から好ましい。
分岐状プロピレン系重合体は、Tmが高くなるほど製品の耐熱性がよくなる。したがって、Tmは145℃以上であることが好ましく、より好ましくは147℃以上、さらに好ましくは149℃以上である。
一方、分岐状プロピレン系重合体は、Tmが高すぎると、剛性が高くなりすぎ手触りや風合いが悪くなる恐れがある。したがって、Tmは158℃以下であることが好ましく、より好ましくは157℃以下、さらに好ましくは156℃以下である。
Property (6):
The branched propylene-based polymer of the present invention preferably has a melting point (Tm) of 145° C. or higher as measured by a differential scanning calorimeter (DSC) in terms of heat resistance of the product.
The branched propylene-based polymer has higher heat resistance as the product has a higher Tm. Therefore, Tm is preferably 145° C. or higher, more preferably 147° C. or higher, and even more preferably 149° C. or higher.
On the other hand, if the Tm of the branched propylene-based polymer is too high, the rigidity of the branched propylene-based polymer may become too high, resulting in poor touch and feel. Therefore, Tm is preferably 158° C. or lower, more preferably 157° C. or lower, and even more preferably 156° C. or lower.
特性(6’):
また、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、示差走査熱量計(DSC)で測定する結晶化温度(Tc)は105℃以上であることが好ましく、より好ましくは108℃以上、さらに好ましくは113℃以上であり、一方125℃以下であることが好ましく、より好ましくは122℃以下、さらに好ましくは120℃以下である。前記範囲は、成形途中で結晶化により製品を固化させる範囲として好ましい。
Property (6'):
In addition, the branched propylene-based polymer of the present invention preferably has a crystallization temperature (Tc) of 105° C. or higher, more preferably 108° C. or higher, still more preferably 113° C. as measured by a differential scanning calorimeter (DSC). C. or higher, while it is preferably 125.degree. C. or lower, more preferably 122.degree. The above range is preferable as a range in which the product is solidified by crystallization during molding.
TmやTcは、ポリプロピレンの場合には、結晶の厚みを制御することにより制御でき、結晶の厚みは、規則的に挿入したプロピレン連鎖に比例する。つまりTmやTcは、エチレンユニットや位置規則性による欠陥が挿入することで低下する。本発明の分岐状プロピレン系重合体は、重合触媒として位置規則性による欠陥が少なくなる錯体を選定し、複数の錯体の組み合わせを選定し、さらに重合温度や圧力条件、結晶厚みを制御することで、Tmを制御できる。 In the case of polypropylene, Tm and Tc can be controlled by controlling the crystal thickness, and the crystal thickness is proportional to the regularly inserted propylene chains. That is, Tm and Tc are lowered by the insertion of defects due to ethylene units and regioregularity. The branched propylene-based polymer of the present invention is prepared by selecting a complex that reduces defects due to regioregularity as a polymerization catalyst, selecting a combination of multiple complexes, and controlling the polymerization temperature, pressure conditions, and crystal thickness. , Tm can be controlled.
本発明において、Tmは、セイコーインスツルメンツ社製DSC(DSC6200)を用い、シート状にしたサンプル片5mgをアルミパンに詰め、室温から200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後、40℃まで降温速度10℃/分で降温し、結晶化させたときの結晶最大ピーク温度(℃)を結晶化温度(Tc)として求め、その後、200℃まで昇温速度10℃/分で昇温したときの融解最大ピーク温度(℃)を融点(Tm)として求めることができる。
なお、シート状のサンプルは、分岐状プロピレン系重合体のパウダーをプレス板で挟み、190℃で2分間予熱した後に5MPaで2分間プレスし、その後、0℃、10MPaで2分間冷却することにより、得ることができる。
In the present invention, Tm is determined by using a DSC (DSC6200) manufactured by Seiko Instruments Inc., packing 5 mg of a sheet-shaped sample piece in an aluminum pan, heating from room temperature to 200 ° C. at a heating rate of 100 ° C./min, and heating for 5 minutes. After holding, the temperature is lowered to 40°C at a temperature drop rate of 10°C/min, and the crystal maximum peak temperature (°C) when crystallized is obtained as the crystallization temperature (Tc). The maximum melting peak temperature (°C) when the temperature is raised at 1/min can be obtained as the melting point (Tm).
The sheet-like sample was obtained by sandwiching the branched propylene-based polymer powder between press plates, preheating at 190°C for 2 minutes, pressing at 5 MPa for 2 minutes, and then cooling at 0°C and 10 MPa for 2 minutes. ,Obtainable.
特性(7):
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、13C-NMRで測定するプロピレン単位5連鎖のメソペンタッド分率(mmmm)が93%以上であることが、溶融流動性と伸長粘度のバランスが向上する点から好ましい。
Property (7):
The branched propylene-based polymer of the present invention has a mesopentad fraction (mmmm) of 5 chains of propylene units measured by 13 C-NMR of 93% or more, which improves the balance between melt fluidity and elongational viscosity. preferred from
(13C-NMRの測定方法)
[試料調製と測定条件]
試料200mgをo-ジクロロベンゼン/重水素化臭化ベンゼン(C6D5Br)=4/1(体積比)2.4mLおよび化学シフトの基準物質であるヘキサメチルジシロキサンとともに内径10mmφのNMR試料管に入れ、150℃のブロックヒーターで均一に溶解する。
NMR測定は10mmφのクライオプローブを装着したブルカー・バイオスピン社製AV400型NMR装置を用いて行う。
13C-NMRの測定条件は、試料温度を120℃、パルス角を90°、パルス間隔を15秒、積算回数を1024回とし、ブロードバンドデカップリング法で測定を実施する。
化学シフトはヘキサメチルジシロキサンの13Cシグナルを1.98ppmに設定し、他の13Cによるシグナルの化学シフトはこれを基準とする。
[メソペンタッド分率(mmmm)の算出方法]
プロピレン単位5連鎖のメソペンタッド分率(mmmm)は、13C-NMR測定により測定された13Cシグナルの積分強度を、下記式(3)に代入することにより求められる。
mmmm(%)=(Imm-2×Imrrm)×100/(Imm+3×Imrrm)・・・式(3)
ここでImmは、プロピレン単位3連鎖がmmの結合様式に帰属される13Cシグナルの積分強度を表し、化学シフトが23.6~21.1ppmの範囲の13Cシグナルの積分強度(以下「I23.6~21.1」のように記載する)として算出する。
Imrrmは、プロピレン単位5連鎖がmrrmの結合様式に帰属される13Cシグナルの積分強度を表し、I19.9~19.7で示される値である。
スペクトルの帰属は、Polymer Jounral,16巻,717頁(1984),朝倉書店や、Macromolecules,8巻,687頁(1975)や、Polymer,30巻,1350頁(1989)を参考に行うことができる。
化学シフト範囲は、重合体の分子量などで若干シフトするが、領域の識別は、容易である。
( 13 C-NMR measurement method)
[Sample preparation and measurement conditions]
200 mg of a sample was mixed with 2.4 mL of o-dichlorobenzene/deuterobrominated benzene (C 6 D 5 Br) = 4/1 (volume ratio) and hexamethyldisiloxane, which is a reference substance for chemical shift, and an NMR sample with an inner diameter of 10 mmφ. Put into a tube and melt uniformly with a block heater at 150°C.
NMR measurement is performed using a Bruker Biospin AV400 type NMR apparatus equipped with a 10 mmφ cryoprobe.
The measurement conditions for 13 C-NMR are a sample temperature of 120° C., a pulse angle of 90°, a pulse interval of 15 seconds, and an integration count of 1024 times, and the broadband decoupling method is used.
The chemical shifts are set to 1.98 ppm for the hexamethyldisiloxane 13 C signal and the chemical shifts for the other 13 C signals are referenced to this.
[Method for calculating mesopentad fraction (mmmm)]
The mesopentad fraction (mmmm) of 5 chains of propylene units is obtained by substituting the integrated intensity of the 13 C signal measured by 13 C-NMR measurement into the following formula (3).
mmmm (%)=(I mm −2×I mrrm )×100/(I mm +3×I mrrm ) Equation (3)
Here, I mm represents the integrated intensity of the 13 C signal attributed to the bonding mode of the propylene unit triplet in mm, and the integrated intensity of the 13 C signal with a chemical shift in the range of 23.6 to 21.1 ppm (hereinafter " I 23.6-21.1 ”).
I mrrm represents the integrated intensity of the 13 C signal attributed to the bonding mode of mrrm for 5 chains of propylene units, and is a value indicated by I 19.9 to 19.7 .
Spectral attribution can be performed with reference to Polymer Journal, Vol. 16, p. 717 (1984), Asakura Shoten, Macromolecules, Vol. 8, p. 687 (1975), and Polymer, Vol. 30, p. 1350 (1989). .
The chemical shift range shifts slightly depending on the molecular weight of the polymer, etc., but the regions are easy to identify.
II.分岐状プロピレン系重合体の製造方法
本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造する方法については、本発明の特徴である上記の物性を満足する分岐状プロピレン系重合体が得られる方法であればよく、特に制限はない。例えば、メタロセン触媒を利用したマクロマー共重合法が挙げられ、好ましくは、長鎖分岐状プロピレン系重合体が得られる下記のような複数のメタロセン化合物を含む触媒を用いる方法が挙げられる。
本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造する方法としては、中でも、プロピレン重合用触媒として、下記の触媒成分(A)、(B)および(C)を用いる分岐状プロピレン系重合体の製造方法が好適なものとして挙げられる。
(A):下記一般式(a1)で表される化合物である成分[A-1]から少なくとも1種類、および一般式(a2)で表される化合物である[A-2]から少なくとも1種類を選んだ、2種以上の周期表4族の遷移金属化合物
成分[A-1]:一般式(a1)で表される化合物
成分[A-2]:一般式(a2)で表される化合物
(B):成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物またはイオン交換性層状ケイ酸塩
(C):有機アルミニウム化合物
II. Method for Producing Branched Propylene-Based Polymer As for the method for producing the branched propylene-based polymer of the present invention, any method can be used as long as it is a method for obtaining a branched propylene-based polymer that satisfies the above-described physical properties that characterize the present invention. Well, there are no particular restrictions. Examples thereof include a macromer copolymerization method using a metallocene catalyst, preferably a method using a catalyst containing a plurality of metallocene compounds as described below, which yields a long-chain branched propylene-based polymer.
As a method for producing the branched propylene-based polymer of the present invention, among others, a method for producing a branched propylene-based polymer using the following catalyst components (A), (B) and (C) as catalysts for propylene polymerization. are preferred.
(A): At least one kind from component [A-1], which is a compound represented by the following general formula (a1), and at least one kind from [A-2], which is a compound represented by general formula (a2) selected, two or more transition metal compounds of
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、プロピレン重合用触媒として前記触媒成分(A)、(B)および(C)を用いて重合されてもよい。或いは本発明の分岐状プロピレン系重合体は、プロピレン重合用触媒として前記触媒成分(A)、(B)および(C)を用いて、本発明の分岐状プロピレン系重合体より高分子量の分岐状プロピレン系重合体を重合し、当該高分子量の分岐状プロピレン系重合体を減成することによって、製造されてもよい。
本発明の分岐状プロピレン系重合体の製造方法としては、中でも、工業的規模で生産性良く安定して製造できる点から、プロピレン重合用触媒として前記触媒成分(A)、(B)および(C)を用いて下記特性(i)~(ii)の特性を有する分岐状プロピレン系重合体(Z)を製造する工程と、前記分岐状プロピレン系重合体(Z)を、有機過酸化物により減成する工程を有することが好ましい。
特性(i)MFRが1g/10分以上、10g/10分以下である。
特性(ii)3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、絶対分子量Mabsが100万の分岐指数g’(1M)が0.70以上、0.95以下である。
The branched propylene-based polymer of the present invention may be polymerized using the catalyst components (A), (B) and (C) as catalysts for propylene polymerization. Alternatively, the branched propylene-based polymer of the present invention can be obtained by using the catalyst components (A), (B) and (C) as a catalyst for propylene polymerization to produce a branched propylene-based polymer having a higher molecular weight than the branched propylene-based polymer of the present invention. It may be produced by polymerizing a propylene-based polymer and degrading the high molecular weight branched propylene-based polymer.
In the method for producing the branched propylene-based polymer of the present invention, among others, the catalyst components (A), (B) and (C) are used as catalysts for propylene polymerization because they can be produced stably on an industrial scale with good productivity. ) to produce a branched propylene-based polymer (Z) having the following properties (i) to (ii); and reducing the branched propylene-based polymer (Z) with an organic peroxide. It is preferable to have a step of forming.
Characteristic (i) MFR is 1 g/10 minutes or more and 10 g/10 minutes or less.
Characteristic (ii) In the molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC, the branching index g'(1M) at an absolute molecular weight M abs of 1,000,000 is 0.70 or more and 0.95 or less.
減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)は、特性(i)MFRが0.1g/10分以上、10g/10分以下であることが、減成後の分岐状プロピレン系重合体のMFRを100g/10分より大きく、1000g/10分以下とする点から好ましい。分岐状プロピレン系重合体(Z)のMFRは、好ましくは2g/10分以上、より好ましくは5g/10分以上である。
一方、分岐状プロピレン系重合体(Z)のMFRが大きすぎると、減成時の有機過酸化物の使用が少なくなり、必要な高分子量分岐成分の切断ができない恐れがある。したがって、分岐状プロピレン系重合体(Z)のMFRは、好ましくは9g/10分以下、より好ましくは8g/10分以下である。
前記分岐状プロピレン系重合体(Z)のMFRも前記と同様に測定することができ、前記分岐状プロピレン系重合体(Z)のMFRは、重合の温度や圧力を変えるか、または、一般的な手法としては、水素などの連鎖移動剤を重合時に添加する方法により、容易に調整することができる。
The branched propylene-based polymer (Z) to be degraded has a characteristic (i) MFR of 0.1 g/10 min or more and 10 g/10 min or less. It is preferable from the viewpoint of making the MFR of the polymer greater than 100 g/10 minutes and 1000 g/10 minutes or less. The MFR of the branched propylene-based polymer (Z) is preferably 2 g/10 minutes or more, more preferably 5 g/10 minutes or more.
On the other hand, if the MFR of the branched propylene-based polymer (Z) is too high, less organic peroxide will be used during degradation, and there is a risk that the necessary high-molecular-weight branched components will not be cleaved. Therefore, the MFR of the branched propylene-based polymer (Z) is preferably 9 g/10 minutes or less, more preferably 8 g/10 minutes or less.
The MFR of the branched propylene-based polymer (Z) can also be measured in the same manner as described above. As a method, it can be easily adjusted by a method of adding a chain transfer agent such as hydrogen at the time of polymerization.
減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)は、特性(ii)3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、絶対分子量Mabsが100万の分岐指数g’(1M)が0.70以上、0.95以下であることが、減成後の分岐状プロピレン系重合体のMzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)を0.70以上、0.95以下とする点から好ましい。
前記分岐状プロピレン系重合体(Z)の前記絶対分子量Mabsが100万の分岐指数g’(1M)は、0.73以上であることがより好ましく、0.75以上であることがよりさらに好ましく、一方で、0.90以下であることがより好ましく、さらに0.88以下であることがよりさらに好ましい。
The branched propylene-based polymer (Z) to be degraded has a branching index g' (1M) of 0 at an absolute molecular weight M abs of 1,000,000 in the characteristic (ii) molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC. .70 or more and 0.95 or less is preferable from the viewpoint that the branching index g' (Mz abs ) in Mz abs of the branched propylene-based polymer after degradation is 0.70 or more and 0.95 or less. .
The branched propylene-based polymer (Z) has a branching index g'(1M) at an absolute molecular weight M abs of 1,000,000 that is more preferably 0.73 or more, more preferably 0.75 or more. Preferably, on the other hand, it is more preferably 0.90 or less, and even more preferably 0.88 or less.
また、減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)は、特性(ii’)3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、
Mabspt<Mwabs<Mzabs<100万の関係があり、
Mabsptにおける分岐指数g’(Mabspt)が0.90以上、1.00以下
Mwabsにおける分岐指数g’(Mwabs)が0.85以上、0.95以下
Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が0.80以上、0.90以下であることが好ましい。
減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)の分岐分布が上記範囲にあることは、減成後に得られる分岐状プロピレン系重合体が、中でも伸長粘度と溶融流動性のバランスを保つ点から好ましい。
減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)は、前記Mabsptにおける分岐指数g’(Mabspt)が0.90以上であることが好ましく、さらに0.95以上であることが、中でも減成後に得られる分岐状プロピレン系重合体の高応力時の流動性の点から好ましい。
減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)は、前記Mwabsにおける分岐指数g’(Mwabs)が0.85以上であることが好ましく、さらに0.88以上あることが好ましく、一方で、0.95以下であることが好ましく、さらに0.93以下であることが、中でも減成後に得られる分岐状プロピレン系重合体の高応力時の流動性の点から好ましい。
減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)は、前記Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が0.80以上であることが好ましく、さらに0.83以上あることが好ましく、一方で、0.90以下であることが好ましく、さらに0.88以下であることが、中でも減成後に得られる分岐状プロピレン系重合体の溶融強度を高くする点から好ましい。
前記分岐状プロピレン系重合体(Z)の分岐指数g’も前記と同様に測定することができ、前記分岐状プロピレン系重合体(Z)の分岐指数g’は、触媒の選択やその組み合わせおよび量比に加えて、重合時の水素量を適宜調整することで可能となる。
In addition, the branched propylene-based polymer (Z) to be degraded has, in the characteristic (ii′) molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC,
There is a relationship of M abs pt<Mw abs <Mz abs <1,000,000,
Branching index g' (M abs pt) at M abs pt is 0.90 or more and 1.00 or less Branching index g' (Mw abs ) at Mw abs is 0.85 or more and 0.95 or less Branching index g at Mz abs '(Mz abs ) is preferably 0.80 or more and 0.90 or less.
The fact that the branch distribution of the branched propylene-based polymer (Z) to be degraded is within the above range means that the branched propylene-based polymer obtained after degradation has a particularly good balance between elongational viscosity and melt fluidity. It is preferable from the point of keeping.
The branched propylene-based polymer (Z) to be degraded preferably has a branching index g' (M abs pt) in the M abs pt of 0.90 or more, more preferably 0.95 or more. This is particularly preferred from the viewpoint of fluidity under high stress of the branched propylene-based polymer obtained after degradation.
The branched propylene-based polymer (Z) to be degraded preferably has a branching index g′ (Mw abs ) in the Mw abs of 0.85 or more, more preferably 0.88 or more. On the other hand, it is preferably 0.95 or less, more preferably 0.93 or less, from the viewpoint of fluidity under high stress of the branched propylene-based polymer obtained after degradation.
The branched propylene-based polymer (Z) to be degraded preferably has a branching index g′ (Mz abs ) in Mz abs of 0.80 or more, more preferably 0.83 or more. On the other hand, it is preferably 0.90 or less, more preferably 0.88 or less, from the viewpoint of increasing the melt strength of the branched propylene-based polymer obtained after degradation.
The branching index g' of the branched propylene-based polymer (Z) can also be measured in the same manner as described above. In addition to the amount ratio, it is possible by appropriately adjusting the amount of hydrogen during polymerization.
減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)は、特性(iii)GPCによって得られる積分分子量分布曲線において、分岐状プロピレン系重合体全量100質量%に対して、分子量が100万以上の成分の割合(W1M)が、3.0質量%以上、さらに4.0質量%以上であることが好ましく、一方、10.0質量%以下、さらに9.0質量%以下であることが、減成後の分岐状プロピレン系重合体のMzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)を0.70以上、0.95以下とする点から好ましい。
前記分岐状プロピレン系重合体(Z)のW1Mも前記と同様に測定することができ、前記分岐状プロピレン系重合体(Z)のW1Mは、重合の温度や圧力を変えるか、または、一般的な手法としては、水素などの連鎖移動剤を重合時に添加する方法により、容易に調整することができる。
The branched propylene-based polymer (Z) to be degraded has a molecular weight of 1,000,000 with respect to 100% by mass of the total branched propylene-based polymer in the characteristic (iii) integrated molecular weight distribution curve obtained by GPC. The ratio (W 1M ) of the above components is preferably 3.0% by mass or more, more preferably 4.0% by mass or more, and is 10.0% by mass or less, and further 9.0% by mass or less. is preferable because the branching index g' (Mz abs ) in Mz abs of the branched propylene-based polymer after degradation is 0.70 or more and 0.95 or less.
W 1M of the branched propylene-based polymer (Z) can also be measured in the same manner as described above. As a general technique, it can be easily adjusted by adding a chain transfer agent such as hydrogen during polymerization.
減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)は、特性(iv)GPCによって得られる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が、4.0以上であり、5.5以下であることが、減成後の分岐状プロピレン系重合体のMw/Mnを2.0以上、4.0以下とする点から好ましい。
また、減成する対象となる前記分岐状プロピレン系重合体(Z)のz平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比(Mz/Mw)が、3.0以上であり、5.5以下であることが、減成後の分岐状プロピレン系重合体のMz/Mwを1.5以上、4.0以下にするために好ましい。
前記分岐状プロピレン系重合体(Z)のMw/MnおよびMz/Mwも前記と同様に測定することができ、前記分岐状プロピレン系重合体(Z)のMw/MnおよびMz/Mwは、触媒の選択やその組み合わせおよび量比に加えて、重合の温度や圧力を変えるか、または、一般的な手法としては、水素などの連鎖移動剤を重合時に添加する方法により、容易に調整することができる。
The branched propylene-based polymer (Z) to be degraded has a ratio (Mw/Mn) between the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) obtained by characteristic (iv) GPC. It is preferably 0 or more and 5.5 or less because the Mw/Mn of the branched propylene-based polymer after degradation is 2.0 or more and 4.0 or less.
Further, the ratio (Mz/Mw) of the z-average molecular weight (Mz) to the weight-average molecular weight (Mw) of the branched propylene-based polymer (Z) to be degraded is 3.0 or more; 0.5 or less is preferable in order to make the Mz/Mw of the branched propylene-based polymer after degradation 1.5 or more and 4.0 or less.
The Mw/Mn and Mz/Mw of the branched propylene-based polymer (Z) can also be measured in the same manner as described above, and the Mw/Mn and Mz/Mw of the branched propylene-based polymer (Z) are determined by the catalyst In addition to the selection, combination and amount ratio thereof, the polymerization temperature and pressure are changed, or as a general method, a method of adding a chain transfer agent such as hydrogen during polymerization can be easily adjusted. can.
以下、触媒成分(A)、(B)および(C)について、詳細に説明する。
1.触媒成分(A)
1-1.成分[A-1]:一般式(a1)で表される化合物
成分[A-1]としては、末端ビニル率が高いプロピレン系重合体を生成する点から、下記一般式(a1)で表されるメタロセン化合物が好適に用いられる。
The catalyst components (A), (B) and (C) are described in detail below.
1. Catalyst component (A)
1-1. Component [A-1]: Compound represented by general formula (a1) Component [A-1] is represented by the following general formula (a1) from the viewpoint of producing a propylene-based polymer having a high terminal vinyl ratio. metallocene compounds are preferably used.
[一般式(a1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、窒素、酸素または硫黄を含有する炭素数4~16の複素環基を示す。R13およびR14は、それぞれ独立して、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リンもしくはこれらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよい炭素数6~30のアリール基、または窒素、酸素もしくは硫黄を含有する炭素数6~16の複素環基を表す。Q11は、炭素数1~20の二価の炭化水素基、または炭素数1~20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基もしくはゲルミレン基を表し、M11は、ジルコニウムまたはハフニウムを表し、X11およびY11は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~20のハロゲン化炭化水素基、アミノ基または炭素数1~20のアルキルアミノ基を表す。] [In general formula (a1), R 11 and R 12 each independently represent a heterocyclic group containing nitrogen, oxygen or sulfur and having 4 to 16 carbon atoms. R 13 and R 14 are each independently halogen, silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, phosphorus or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may contain a plurality of hetero elements selected from these, or represents a heterocyclic group having 6 to 16 carbon atoms containing nitrogen, oxygen or sulfur. Q 11 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a silylene group or germylene group optionally having a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and M 11 represents zirconium or hafnium. wherein X 11 and Y 11 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silyl group having a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a It represents a halogenated hydrocarbon group, an amino group or an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms. ]
上記R11およびR12の窒素、酸素または硫黄を含有する炭素数4~16の複素環基は、好ましくは2-フリル基、置換された2-フリル基、置換された2-チエニル基、置換された2-フルフリル基であり、さらに好ましくは、置換された2-フリル基である。
R11およびR12を窒素、酸素または硫黄を含有する炭素数4~16の複素環基から選ばれる基とすることにより、末端ビニル率(Rv)を高くすることができ、なかでも、複素環基上に大きな置換基を導入することにより、複素環と遷移金属上の配位場に、成長ポリマー鎖のメチル基が重なるような位置関係を適切にとりやすくすることにより、末端ビニル率(Rv)をより高くすることができる。
また、置換された2-フリル基、置換された2-チエニル基、置換された2-フルフリル基の置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基などの炭素数1~6のアルキル基、フッ素原子、塩素原子などのハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基などの炭素数1~6のアルコキシ基、トリアルキルシリル基、が挙げられる。これらのうち、メチル基、トリメチルシリル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
さらに、R11およびR12として、特に好ましくは、5-メチル-2-フリル基である。また、R11およびR12は、互いに同一である場合が好ましい。
The nitrogen-, oxygen- or sulfur-containing heterocyclic group having 4 to 16 carbon atoms for R 11 and R 12 is preferably a 2-furyl group, a substituted 2-furyl group, a substituted 2-thienyl group, a substituted a substituted 2-furfuryl group, more preferably a substituted 2-furfuryl group.
When R 11 and R 12 are groups selected from nitrogen-, oxygen- or sulfur-containing heterocyclic groups having 4 to 16 carbon atoms, the terminal vinyl ratio (Rv) can be increased. By introducing a large substituent on the group, the coordination field on the heterocyclic ring and the transition metal is facilitated to take an appropriate positional relationship such that the methyl group of the growing polymer chain overlaps, thereby increasing the terminal vinyl ratio (Rv) can be made higher.
Further, substituted 2-furyl group, substituted 2-thienyl group and substituted 2-furfuryl group include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as methyl group, ethyl group and propyl group, Examples include halogen atoms such as fluorine and chlorine atoms, alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms such as methoxy and ethoxy groups, and trialkylsilyl groups. Among these, a methyl group and a trimethylsilyl group are preferred, and a methyl group is particularly preferred.
Furthermore, 5-methyl-2-furyl group is particularly preferred as R 11 and R 12 . Also, R 11 and R 12 are preferably the same as each other.
上記R13およびR14は、それぞれ独立して、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リンもしくはこれらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよい炭素数6~30のアリール基、または窒素、酸素もしくは硫黄を含有する炭素数4~16の複素環基である。
特に、R13とR14を、より嵩高くすることで、より立体規則性と位置規則性が高く、よってラメラ形成時の欠陥が少ない、末端ビニル率が高いプロピレン重合体を得ることができる。
そこで、R13およびR14は、炭素数6~16になる範囲で、アリール環状骨格上に、1つ以上の、炭素数1~6の炭化水素基、炭素数1~6の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~6のハロゲン含有炭化水素基、またはハロゲン原子を置換基として有してもよいアリール基が好ましく、そのようなR13およびR14の具体例としては、4-t-ブチルフェニル基、2,3-ジメチルフェニル基、3,5-ジt-ブチルフェニル基、4-クロロフェニル基、4-トリメチルシリルフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基が挙げられる。
また、R13およびR14としては、さらに好ましくは、炭素数6~16になる範囲で、1つ以上の、炭素数1~6の炭化水素基、炭素数1~6の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~6のハロゲン含有炭化水素基、またはハロゲン原子を置換基として有するフェニル基である。また、その置換される位置は、フェニル基上の4位が好ましい。そのようなR13およびR14の具体例としては、4-t-ブチルフェニル基、4-ビフェニリル基、4-クロロフェニル基、4-トリメチルシリルフェニル基である。また、R13とR14が互いに同一である場合が好ましい。
R 13 and R 14 are each independently halogen, silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, phosphorus, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may contain a plurality of hetero elements selected from these. , or a heterocyclic group having 4 to 16 carbon atoms containing nitrogen, oxygen or sulfur.
In particular, by increasing the bulk of R 13 and R 14 , it is possible to obtain a propylene polymer having high stereoregularity and regioregularity, and thus less defects during lamellar formation and a high terminal vinyl ratio.
Therefore, R 13 and R 14 each have one or more hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms on the aryl cyclic skeleton within the range of 6 to 16 carbon atoms. a silyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen-containing hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group optionally having a halogen atom as a substituent, and specific examples of such R 13 and R 14 include 4-t -butylphenyl group, 2,3-dimethylphenyl group, 3,5-di-t-butylphenyl group, 4-chlorophenyl group, 4-trimethylsilylphenyl group, 1-naphthyl group and 2-naphthyl group.
Further, R 13 and R 14 more preferably have one or more hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms or hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms in the range of 6 to 16 carbon atoms. A silyl group, a halogen-containing hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or a phenyl group having a halogen atom as a substituent. Moreover, the substituted position is preferably the 4-position on the phenyl group. Specific examples of such R 13 and R 14 are 4-t-butylphenyl, 4-biphenylyl, 4-chlorophenyl and 4-trimethylsilylphenyl groups. Also, it is preferable that R 13 and R 14 are the same.
上記X11およびY11は、補助配位子であり、成分(B)と反応してオレフィン重合能を有する活性なメタロセンを生成させる。したがって、この目的が達成される限りX11およびY11は、配位子の種類が制限されるものではなく、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~20のハロゲン化炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有炭化水素基、アミノ基または炭素数1~20のアルキルアミノ基を表す。 X 11 and Y 11 above are ancillary ligands and react with component (B) to form an active metallocene capable of olefin polymerization. Therefore, the types of ligands of X 11 and Y 11 are not limited as long as this object is achieved, and each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silyl group having a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, a halogenated hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, an oxygen-containing hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, an amino group or an alkylamino group of 1 to 20 carbon atoms represents
上記Q11は、二つの五員環を結合する、炭素数1~20の二価の炭化水素基、または炭素数1~20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基もしくはゲルミレン基を表す。上述のシリレン基、またはゲルミレン基上に2個の炭化水素基が存在する場合は、それらが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
上記Q11の具体例としては、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、1,2-エチレンなどのアルキレン基;ジフェニルメチレンなどのアリールアルキレン基;シリレン基;メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジ(n-プロピル)シリレン、ジ(i-プロピル)シリレン、ジ(シクロヘキシル)シリレンなどのアルキルシリレン基、メチル(フェニル)シリレンなどの(アルキル)(アリール)シリレン基;ジフェニルシリレンなどのアリールシリレン基;テトラメチルジシリレンなどのアルキルオリゴシリレン基;ゲルミレン基;上記の2価の炭素数1~20の炭化水素基を有するシリレン基のケイ素をゲルマニウムに置換したアルキルゲルミレン基;(アルキル)(アリール)ゲルミレン基;アリールゲルミレン基などを挙げることができる。これらの中では、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリレン基、または、炭素数1~20の炭化水素基を有するゲルミレン基が好ましく、アルキルシリレン基、アルキルゲルミレン基が特に好ましい。
The above Q 11 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms that binds two five-membered rings, or a silylene group or a germylene group optionally having a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. show. When two hydrocarbon groups are present on the above-mentioned silylene group or germylene group, they may combine with each other to form a ring structure.
Specific examples of Q 11 above include alkylene groups such as methylene, methylmethylene, dimethylmethylene and 1,2-ethylene; arylalkylene groups such as diphenylmethylene; silylene groups; methylsilylene, dimethylsilylene, diethylsilylene, di(n -propyl)silylene, di(i-propyl)silylene, di(cyclohexyl)silylene and other alkylsilylene groups; methyl(phenyl)silylene and other (alkyl)(aryl)silylene groups; diphenylsilylene and other arylsilylene groups; tetramethyl Alkyloligosilylene groups such as disilylene; germylene groups; alkylgermylene groups in which silicon in the above divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is substituted with germanium; (alkyl)(aryl)germylene groups ; an arylgermylene group and the like can be mentioned. Among these, a silylene group having a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms or a germylene group having a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms is preferable, and an alkylsilylene group and an alkylgermylene group are particularly preferable.
上記一般式(a1)で表される化合物のうち、好ましい化合物として、以下に具体的に例示する。
(1)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(2)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-チエニル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(3)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(4)ジクロロ[1,1’-ジフェニルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(5)ジクロロ[1,1’-ジメチルゲルミレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(6)ジクロロ[1,1’-ジメチルゲルミレンビス{2-(5-メチル-2-チエニル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(7)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(8)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-トリメチルシリル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(9)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-フェニル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(10)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(4,5-ジメチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(11)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-ベンゾフリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(12)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フルフリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(13)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-クロロフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(14)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-フルオロフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(15)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-トリフルオロメチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(16)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(17)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(18)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(19)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(2-フリル)-4-(1-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(20)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス(2-(2-フリル)-4-(2-ナフチル)-インデニル)]ハフニウム、
(21)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス(2-(2-フリル)-4-(2-フェナンスリル)-インデニル)]ハフニウム、
(22)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス(2-(2-フリル)-4-(9-フェナンスリル)-インデニル)]ハフニウム、
(23)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-ビフェニリル)-インデニル}]ハフニウム、
(24)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(1-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(25)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(2-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(26)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(2-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、
(27)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(9-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、
(28)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(1-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(29)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(2-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
(30)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{(2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(2-フェナンスリル)-インデニル)}ハフニウム、
(31)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-t-ブチル-2-フリル)-4-(9-フェナンスリル)-インデニル}]ハフニウム、
(32)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレン(2-メチル-4-フェニル-インデニル){2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(33)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレン(2-メチル-4-フェニル-インデニル){2-(5-メチル-2-チエニル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、などを挙げることができる。
Among the compounds represented by the general formula (a1), preferred compounds are specifically exemplified below.
(1) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(2) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(2-thienyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(3) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(4) dichloro[1,1′-diphenylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(5) dichloro[1,1′-dimethylgermylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(6) dichloro[1,1′-dimethylgermylenebis{2-(5-methyl-2-thienyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(7) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(8) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-trimethylsilyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(9) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-phenyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(10) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(4,5-dimethyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(11) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(2-benzofuryl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(12) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(2-furfuryl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(13) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-chlorophenyl)-indenyl}]hafnium,
(14) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-fluorophenyl)-indenyl}]hafnium,
(15) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-trifluoromethylphenyl)-indenyl}]hafnium,
(16) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-isopropyl-phenyl)-indenyl}]hafnium,
(17) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-t-butylphenyl)-indenyl}]hafnium,
(18) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-trimethylsilylphenyl)-indenyl}]hafnium,
(19) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(2-furyl)-4-(1-naphthyl)-indenyl}]hafnium,
(20) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis(2-(2-furyl)-4-(2-naphthyl)-indenyl)]hafnium,
(21) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis(2-(2-furyl)-4-(2-phenanthryl)-indenyl)]hafnium,
(22) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis(2-(2-furyl)-4-(9-phenanthryl)-indenyl)]hafnium,
(23) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-biphenylyl)-indenyl}]hafnium,
(24) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(1-naphthyl)-indenyl}]hafnium,
(25) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(2-naphthyl)-indenyl}]hafnium,
(26) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(2-phenanthryl)-indenyl}]hafnium,
(27) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(9-phenanthryl)-indenyl}]hafnium,
(28) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-(1-naphthyl)-indenyl}]hafnium,
(29) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-(2-naphthyl)-indenyl}]hafnium,
(30) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{(2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-(2-phenanthryl)-indenyl)}hafnium,
(31) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-t-butyl-2-furyl)-4-(9-phenanthryl)-indenyl}]hafnium,
(32) dichloro[1,1′-dimethylsilylene(2-methyl-4-phenyl-indenyl){2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(33) dichloro[1,1′-dimethylsilylene(2-methyl-4-phenyl-indenyl){2-(5-methyl-2-thienyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium, and the like. can.
これらのうち、さらに好ましいのは、
(3)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-フェニル-インデニル}]ハフニウム、
(13)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-クロロフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(16)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(17)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(18)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(23)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-ビフェニリル)-インデニル}]ハフニウム、
(25)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(2-ナフチル)-インデニル}]ハフニウム、
である。
Of these, more preferred are
(3) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-phenyl-indenyl}]hafnium,
(13) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-chlorophenyl)-indenyl}]hafnium,
(16) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-isopropyl-phenyl)-indenyl}]hafnium,
(17) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-t-butylphenyl)-indenyl}]hafnium,
(18) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-trimethylsilylphenyl)-indenyl}]hafnium,
(23) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-biphenylyl)-indenyl}]hafnium,
(25) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(2-naphthyl)-indenyl}]hafnium,
is.
また、特に好ましいのは、
(13)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-クロロフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(16)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-イソプロピル-フェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(17)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-t-ブチルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
(18)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-インデニル}]ハフニウム、
である。
Also, it is particularly preferable to
(13) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-chlorophenyl)-indenyl}]hafnium,
(16) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-isopropyl-phenyl)-indenyl}]hafnium,
(17) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-t-butylphenyl)-indenyl}]hafnium,
(18) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-trimethylsilylphenyl)-indenyl}]hafnium,
is.
1-2.成分[A-2]
成分[A-2]としては、末端ビニル率が高いプロピレン系重合体を生成する点から、下記一般式(a2)で表されるメタロセン化合物が好適に用いられる。
1-2. Component [A-2]
As the component [A-2], a metallocene compound represented by the following general formula (a2) is preferably used because it produces a propylene-based polymer having a high vinyl terminal ratio.
[一般式(a2)中、R21およびR22は、それぞれ独立して、炭素数1~6の炭化水素基である。R23およびR24は、それぞれ独立して、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リンもしくはこれらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよい炭素数6~30のアリール基を表す。Q21は、炭素数1~20の二価の炭化水素基、または炭素数1~20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基もしくはゲルミレン基を表し、M21は、ジルコニウムまたはハフニウムを表し、X21およびY21は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~20のハロゲン化炭化水素基、アミノ基または炭素数1~20のアルキルアミノ基を表す。] [In general formula (a2), R 21 and R 22 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. R 23 and R 24 are each independently halogen, silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, phosphorus, or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms which may contain a plurality of hetero elements selected from these. show. Q 21 represents a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a silylene group or germylene group optionally having a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and M 21 represents zirconium or hafnium. wherein X 21 and Y 21 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silyl group having a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, It represents a halogenated hydrocarbon group, an amino group or an alkylamino group having 1 to 20 carbon atoms. ]
上記R21およびR22は、それぞれ独立して、炭素数1~6の炭化水素基であり、好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1~4のアルキル基である。具体的な例としては、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、sec-ブチル、n-ペンチル、i-ペンチル、n-ヘキシルなどが挙げられ、好ましくはメチル、エチル、n-プロピルである。 R 21 and R 22 above are each independently a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples include methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, sec-butyl, n-pentyl, i-pentyl, n-hexyl and the like, preferably methyl , ethyl, and n-propyl.
また、上記R23およびR24は、それぞれ独立して、ハロゲン、ケイ素、酸素、硫黄、窒素、ホウ素、リンもしくはこれらから選択される複数のヘテロ元素を含有してもよい炭素数6~30の、好ましくは炭素数6~24のアリール基である。そのようなアリール基としては、置換基を有してもよいフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基である。好ましい例としては、フェニル、3-クロロフェニル、4-クロロフェニル、3-フルオロフェニル、4-フルオロフェニル、4-メチルフェニル、4-i-プロピルフェニル、4-t-ブチルフェニル、4-トリメチルシリルフェニル、4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)、4-(2-クロロ-4-ビフェニリル)、1-ナフチル、2-ナフチル、4-クロロ-2-ナフチル、3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル、3,5-ジメチル-4-t-ブチルフェニル、3,5-ジメチル-4-トリメチルシリルフェニル、3,5-ジクロロ-4-トリメチルシリルフェニルなどが挙げられる。 In addition, R 23 and R 24 are each independently halogen, silicon, oxygen, sulfur, nitrogen, boron, phosphorus, or a C 6-30 carbon atom optionally containing a plurality of hetero elements selected from these. , preferably an aryl group having 6 to 24 carbon atoms. Such aryl groups include a phenyl group, a biphenylyl group, and a naphthyl group which may have a substituent. Preferred examples include phenyl, 3-chlorophenyl, 4-chlorophenyl, 3-fluorophenyl, 4-fluorophenyl, 4-methylphenyl, 4-i-propylphenyl, 4-t-butylphenyl, 4-trimethylsilylphenyl, 4 -(2-fluoro-4-biphenylyl), 4-(2-chloro-4-biphenylyl), 1-naphthyl, 2-naphthyl, 4-chloro-2-naphthyl, 3-methyl-4-trimethylsilylphenyl, 3, 5-dimethyl-4-t-butylphenyl, 3,5-dimethyl-4-trimethylsilylphenyl, 3,5-dichloro-4-trimethylsilylphenyl and the like.
Q21は、二つの五員環を結合する、炭素数1または2の炭素を介して二つの共役五員環配位子を架橋する炭素数1~20の2価の炭化水素基、または炭素数1~20の炭化水素基を有していてもよいシリレン基もしくはゲルミレン基のいずれかを表す。上述のシリレン基またはゲルミレン基上に2個の炭化水素基が存在する場合は、それらが互いに結合して環構造を形成していてもよい。 Q 21 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms that bridges two conjugated five-membered ring ligands via a carbon atom having 1 or 2 carbon atoms that binds two five-membered rings, or carbon It represents either a silylene group or a germylene group which may have 1 to 20 hydrocarbon groups. When two hydrocarbon groups are present on the silylene group or germylene group described above, they may bond together to form a ring structure.
上記のQ21の具体例としては、メチレン、メチルメチレン、ジメチルメチレン、1,2-エチレンなどのアルキレン基;ジフェニルメチレンなどのアリールアルキレン基;シリレン基;メチルシリレン、ジメチルシリレン、ジエチルシリレン、ジ(n-プロピル)シリレン、ジ(i-プロピル)シリレン、ジ(シクロヘキシル)シリレンなどのアルキルシリレン基、メチル(フェニル)シリレンなどの(アルキル)(アリール)シリレン基;ジフェニルシリレンなどのアリールシリレン基;テトラメチルジシリレンなどのアルキルオリゴシリレン基;ゲルミレン基;上記の2価の炭素数1~20の炭化水素基を有するシリレン基のケイ素をゲルマニウムに置換したアルキルゲルミレン基;(アルキル)(アリール)ゲルミレン基;アリールゲルミレン基などを挙げることができる。
これらの中では、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリレン基、または、炭素数1~20の炭化水素基を有するゲルミレン基が好ましく、アルキルシリレン基、アルキルゲルミレン基が特に好ましい。
さらに、上記M21は、ジルコニウムまたはハフニウムであり、好ましくはハフニウムである。
Specific examples of Q 21 above include alkylene groups such as methylene, methylmethylene, dimethylmethylene and 1,2-ethylene; arylalkylene groups such as diphenylmethylene; silylene groups; methylsilylene, dimethylsilylene, diethylsilylene, di( alkylsilylene groups such as n-propyl)silylene, di(i-propyl)silylene and di(cyclohexyl)silylene; (alkyl)(aryl)silylene groups such as methyl(phenyl)silylene; arylsilylene groups such as diphenylsilylene; Alkyloligosilylene groups such as methyldisilylene; germylene groups; alkylgermylene groups in which silicon in the above divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is substituted with germanium; (alkyl)(aryl)germylene group; an arylgermylene group and the like.
Among these, a silylene group having a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms or a germylene group having a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms is preferable, and an alkylsilylene group and an alkylgermylene group are particularly preferable.
Further, M21 is zirconium or hafnium, preferably hafnium.
上記X21およびY21は、補助配位子であり、助触媒としての成分(B)と反応してオレフィン重合能を有する活性なメタロセンを生成させる。したがって、この目的が達成される限りX21およびY21は、配位子の種類が制限されるものではなく、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~20の炭化水素基、炭素数1~20の炭化水素基を有するシリル基、炭素数1~20のハロゲン化炭化水素基、炭素数1~20の酸素含有炭化水素基、アミノ基または炭素数1~20のアルキルアミノ基を表す。 The above X 21 and Y 21 are ancillary ligands and react with component (B) as a cocatalyst to produce an active metallocene capable of olefin polymerization. Therefore, the types of ligands of X 21 and Y 21 are not limited as long as this object is achieved, and each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a silyl group having a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, a halogenated hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, an oxygen-containing hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, an amino group or an alkylamino group of 1 to 20 carbon atoms represents
上記一般式(a2)で表されるメタロセン化合物の非限定的な例として、下記のものを挙げることができる。
但し、煩雑な多数の例示を避けて代表的例示化合物のみ記載した。また、中心金属がハフニウムの化合物を記載したが、同様のジルコニウム化合物も使用可能であり、種々の配位子や架橋結合基あるいは補助配位子を任意に使用しうることは自明である。
(1)ジクロロ{1,1’-ジメチルシリレンビス(2-メチル-4-フェニル-4-ヒドロアズレニル)}ハフニウム、
(2)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(3)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(4)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(5)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-クロロ-4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(6)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-メチル-4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(7)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-クロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(8)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(9)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(1-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(10)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(2-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(11)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロ-2-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(12)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(13)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(2-クロロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(14)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(9-フェナントリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(15)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(16)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-n-プロピル-4-(3-クロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(17)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(3-クロロ-4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(18)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(19)ジクロロ[1,1’-ジメチルゲルミレンビス{2-メチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(20)ジクロロ[1,1’-ジメチルゲルミレンビス{2-メチル-4-(4-t-ブチルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(21)ジクロロ[1,1’-(9-シラフルオレン-9,9-ジイル)ビス{2-エチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(22)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(4-クロロ-2-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(23)ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、
(24)ジクロロ[1,1’-(9-シラフルオレン-9,9-ジイル)ビス{2-エチル-4-(3,5-ジクロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、などである。
Non-limiting examples of the metallocene compound represented by the general formula (a2) include the following.
However, only typical exemplary compounds are described to avoid a large number of complicated examples. In addition, although compounds having hafnium as the central metal have been described, it is obvious that similar zirconium compounds can also be used, and that various ligands, cross-linking groups, or ancillary ligands can be optionally used.
(1) dichloro{1,1′-dimethylsilylenebis(2-methyl-4-phenyl-4-hydroazulenyl)}hafnium,
(2) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(3) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(4) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(5) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-chloro-4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(6) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-methyl-4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(7) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-chloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(8) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(3-methyl-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(9) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(1-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(10) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(2-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(11) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chloro-2-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(12) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(13) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(2-chloro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(14) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(9-phenanthryl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(15) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(16) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-n-propyl-4-(3-chloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(17) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(3-chloro-4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(18) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(3-methyl-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(19) dichloro[1,1′-dimethylgermylenebis{2-methyl-4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(20) dichloro[1,1′-dimethylgermylenebis{2-methyl-4-(4-t-butylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(21) dichloro[1,1′-(9-silafluorene-9,9-diyl)bis{2-ethyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(22) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(4-chloro-2-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(23) dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium,
(24) dichloro[1,1′-(9-silafluorene-9,9-diyl)bis{2-ethyl-4-(3,5-dichloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, and so on.
これらの中で好ましくは、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(3-クロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(4-クロロ-2-ナフチル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-(9-シラフルオレン-9,9-ジイル)ビス{2-エチル-4-(3,5-ジクロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、である。 Among these, dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2- Methyl-4-(3-chloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4 -hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(4-chloro-2-naphthyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis {2-ethyl-4-(3-methyl-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1′-(9-silafluorene-9,9-diyl)bis{2-ethyl- 4-(3,5-dichloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium.
また、特に好ましくは、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(2-フルオロ-4-ビフェニリル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-エチル-4-(3-メチル-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、ジクロロ[1,1’-(9-シラフルオレン-9,9-ジイル)ビス{2-エチル-4-(3,5-ジクロロ-4-トリメチルシリルフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム、である。 Also, particularly preferably, dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-ethyl -4-(2-fluoro-4-biphenylyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-ethyl-4-(3-methyl-4-trimethylsilylphenyl)-4- hydroazulenyl}]hafnium, dichloro[1,1′-(9-silafluorene-9,9-diyl)bis{2-ethyl-4-(3,5-dichloro-4-trimethylsilylphenyl)-4-hydroazulenyl}] Hafnium.
2.触媒成分(B)
本発明に用いられる触媒成分(B)は、触媒成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物またはイオン交換性層状ケイ酸塩である。
触媒成分(B)は単独でもよいし、二種以上を用いてもよい。好ましくイオン交換性層状ケイ酸塩である。
2. Catalyst component (B)
The catalyst component (B) used in the present invention is a compound or ion-exchange layered silicate that reacts with the catalyst component (A) to form an ion pair.
The catalyst component (B) may be used alone or in combination of two or more. Preferred are ion-exchange layered silicates.
2-1.触媒成分(A)とイオン対を形成する化合物
触媒成分(A)と反応してイオン対を形成する化合物としては、アルミニウムオキシ化合物、ホウ素化合物などを挙げることができ、アルミニウムオキシ化合物としては、具体的には次の一般式(I)~(III)で表される化合物が挙げられる。
2-1. Compound Forming an Ion Pair with the Catalyst Component (A) Examples of the compound that forms an ion pair by reacting with the catalyst component (A) include an aluminum oxy compound, a boron compound, and the like. Specific examples include compounds represented by the following general formulas (I) to (III).
上記の一般式(I)、(II)、(III)において、R91、R101およびR111は、水素原子または炭化水素基、好ましくは炭素数1~10の炭化水素基、特に好ましくは炭素数1~6の炭化水素基を示す。また、複数のR91、R101およびR111は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、Pは0~40、好ましくは2~30の整数を示す。
一般式(I)、(II)で表される化合物は、アルミノキサンとも称される化合物であって、これらの中では、メチルアルミノキサンまたはメチルイソブチルアルミノキサンが好ましい。上記のアルミノキサンは、各群内および各群間で複数種併用することも可能である。そして、上記のアルミノキサンは、公知の様々な条件下に調製することができる。
一般式(III)中、R112は、炭素数1~10、好ましくは炭素数1~6の炭化水素基を示す。一般式(III)で表される化合物は、一種類のトリアルキルアルミニウムまたは二種類以上のトリアルキルアルミニウムと、一般式R112B(OH)2で表されるアルキルボロン酸との10:1~1:1(モル比)の反応により得ることができる。
ホウ素化合物としては、カルボニウムカチオン、アンモニウムカチオンなどの陽イオンと、トリフェニルホウ素、トリス(3,5-ジフルオロフェニル)ホウ素、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素などの有機ホウ素化合物との錯化物、または種々の有機ホウ素化合物、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素などを挙げることができる。
In general formulas (I), (II) and (III) above, R 91 , R 101 and R 111 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, preferably hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably carbon atoms. It represents a hydrocarbon group of numbers 1-6. Moreover, a plurality of R 91 , R 101 and R 111 may be the same or different. P is an integer of 0-40, preferably 2-30.
The compounds represented by formulas (I) and (II) are also called aluminoxanes, and among these, methylaluminoxane and methylisobutylaluminoxane are preferred. The above aluminoxanes may be used in combination within each group and between each group. And the above aluminoxanes can be prepared under various known conditions.
In general formula (III), R 112 represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms. The compound represented by the general formula (III) is a trialkylaluminum or two or more trialkylaluminums and an alkylboronic acid represented by the general formula R 112 B(OH) 2 at a ratio of 10:1 to It can be obtained by a 1:1 (molar ratio) reaction.
Boron compounds include complexes of cations such as carbonium cations and ammonium cations with organic boron compounds such as triphenylboron, tris(3,5-difluorophenyl)boron and tris(pentafluorophenyl)boron, or Various organoboron compounds such as tris(pentafluorophenyl)boron can be mentioned.
2-2.イオン交換性層状ケイ酸塩
本発明において、原料として使用するイオン交換性層状ケイ酸塩(以下、単にケイ酸塩と略記することもある)とは、イオン結合などによって構成される層が互いに結合力で平行に積み重なった結晶構造を有し、層間に層間イオンを有し、かつ、含有される層間イオンが交換可能であるケイ酸塩化合物をいう。
大部分のケイ酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出される。水中に分散/膨潤させ、沈降速度などの違いにより精製することが一般的であるが、夾雑物が完全に除去されていることは要せず、イオン交換性層状ケイ酸塩以外の夾雑物(石英、クリストバライトなど)を含んでもよい。それら夾雑物の種類、量、粒子径、結晶性、分散状態によっては純粋なケイ酸塩以上に好ましいことがあり、そのような複合体も、触媒成分(B)のイオン交換性層状ケイ酸塩に含まれる。
また、本発明で使用するケイ酸塩は、天然産のものに限らず、人工合成物であってもよい。
2-2. Ion-exchange layered silicate In the present invention, the ion-exchange layered silicate used as a raw material (hereinafter sometimes simply abbreviated as silicate) means that layers formed by ionic bonds etc. It refers to a silicate compound that has a crystal structure that is stacked in parallel by force, has interlayer ions between layers, and is capable of exchanging the contained interlayer ions.
Most silicates are naturally produced mainly as main components of clay minerals. It is common to disperse/swell in water and purify by difference in sedimentation speed, etc., but it is not necessary to completely remove contaminants, contaminants other than ion-exchange layered silicate ( quartz, cristobalite, etc.). Depending on the type, amount, particle size, crystallinity, and dispersion state of these contaminants, they may be preferable to pure silicate, and such a composite is also an ion-exchange layered silicate of the catalyst component (B). include.
In addition, the silicate used in the present invention is not limited to naturally occurring silicates, and may be artificially synthesized.
イオン交換性層状ケイ酸塩の具体例としては、例えば、白水春雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1988年)などに記載される1:1型構造や2:1型構造をもつ層状ケイ酸塩が挙げられる。
1:1型構造とは、前記「粘土鉱物学」などに記載されているような1層の四面体シートと1層の八面体シートが組み合わさった積み重なりを基本とする構造を示す。
2:1型構造とは、2層の四面体シートが1層の八面体シートを挟み込んだ積み重なりを基本とする構造を示す。
1:1型構造をもつイオン交換性層状ケイ酸塩の具体例としては、ディッカイト、ナクライト、カオリナイト、メタハロイサイト、ハロイサイトなどのカオリン族ケイ酸塩、クリソタイル、リザルダイト、アンチゴライトなどの蛇紋石族ケイ酸塩などが挙げられる。
2:1型構造をもつイオン交換性層状ケイ酸塩の具体例としては、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイトなどのスメクタイト族ケイ酸塩、バーミキュライトなどのバーミキュライト族ケイ酸塩、雲母、イライト、セリサイト、海緑石などの雲母族ケイ酸塩、アタパルジャイト、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイト、パイロフィライト、タルク、緑泥石群などが挙げられる。これらは混合層を形成していてもよい。
これらの中では、主成分が2:1型構造をもつイオン交換性層状ケイ酸塩であるものが好ましい。より好ましくは、主成分がスメクタイト族ケイ酸塩であり、さらに好ましくは、主成分がモンモリロナイトである。
層間カチオン(イオン交換性層状ケイ酸塩の層間に含有される陽イオン)の種類としては、特に限定されないが、主成分として、リチウム、ナトリウムなどの周期表第1族のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウムなどの周期表第2族のアルカリ土類金属、あるいは鉄、コバルト、銅、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、イリジウム、白金、金などの遷移金属などが、比較的容易に入手可能である点で好ましい。
Specific examples of ion-exchangeable layered silicates include layered silicic acid having a 1:1 type structure or a 2:1 type structure described in Haruo Shiramizu, "Clay Mineralogy", Asakura Shoten (1988). salt.
The 1:1 type structure indicates a structure based on stacking of one layer of tetrahedral sheet and one layer of octahedral sheet, as described in "Clay Mineralogy".
The 2:1 type structure refers to a structure based on stacking two layers of tetrahedral sheets sandwiching one layer of octahedral sheets.
Specific examples of ion-exchange layered silicates having a 1:1 type structure include kaolin group silicates such as dickite, nacrite, kaolinite, metahalloysite and halloysite, and serpentine stones such as chrysotile, lizardite and antigorite. group silicates and the like.
Specific examples of ion-exchange layered silicates having a 2:1 type structure include smectite group silicates such as montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite and stevensite, and vermiculite group silicates such as vermiculite. Examples include salt, mica group silicates such as mica, illite, sericite, and glauconite, attapulgite, sepiolite, palygorskite, bentonite, pyrophyllite, talc, and chlorite group. These may form a mixed layer.
Among these, those whose main component is an ion-exchangeable layered silicate having a 2:1 type structure are preferred. More preferably, the main component is a smectite group silicate, and even more preferably, the main component is montmorillonite.
The type of the interlayer cation (the cation contained between the layers of the ion-exchangeable layered silicate) is not particularly limited. Alkaline earth metals of
前記イオン交換性層状ケイ酸塩は、乾燥状態で用いてもよく、液体にスラリー化した状態で用いてもよい。
また、イオン交換性層状ケイ酸塩の形状については、特に制限はなく、天然に産出する形状、人工的に合成した時点の形状でもよいし、また、粉砕、造粒、分級などの操作によって形状を加工したイオン交換性層状ケイ酸塩を用いてもよい。
このうち造粒されたイオン交換性層状ケイ酸塩を用いると、該イオン交換性層状ケイ酸塩を触媒成分として用いた場合に、良好なポリマー粒子性状を与えるため特に好ましい。
イオン交換性層状ケイ酸塩は、特に処理を行うことなくそのまま用いることができるが、化学処理を施すことが好ましい。イオン交換性層状ケイ酸塩の化学処理方法は、特開2009-299046の段落0042~0071の記載を参照することができる。
The ion-exchange layered silicate may be used in a dry state, or may be used in a state of being slurried in a liquid.
Further, the shape of the ion-exchangeable layered silicate is not particularly limited, and may be a shape produced naturally or a shape at the time of artificial synthesis. may be used.
Of these, the use of a granulated ion-exchangeable layered silicate is particularly preferred because it provides good polymer particle properties when the ion-exchanged layered silicate is used as a catalyst component.
The ion-exchange layered silicate can be used as it is without any particular treatment, but chemical treatment is preferred. For the chemical treatment method of the ion-exchange layered silicate, the descriptions in paragraphs 0042 to 0071 of JP-A-2009-299046 can be referred to.
本発明に好ましく用いられる触媒成分(B)は、化学処理されたイオン交換性層状ケイ酸塩であり、Al/Siの原子比として、0.01~0.25、好ましくは0.03~0.24のもの、さらには0.05~0.23の範囲のものがよい。Al/Si原子比は、粘土部分の酸処理強度の指標となるものとみられる。
イオン交換性層状ケイ酸塩中のアルミニウムおよびケイ素は、JIS法による化学分析による方法で検量線を作成し、蛍光X線で定量するという方法で測定される。
The catalyst component (B) preferably used in the present invention is a chemically treated ion-exchange layered silicate having an Al/Si atomic ratio of 0.01 to 0.25, preferably 0.03 to 0. 0.24, more preferably in the range of 0.05 to 0.23. The Al/Si atomic ratio appears to be an indicator of the acid treatment strength of the clay parts.
Aluminum and silicon in the ion-exchange layered silicate are measured by a method of preparing a calibration curve by chemical analysis according to the JIS method and quantifying with fluorescent X-rays.
3.成分(C)
本発明に用いられる触媒成分(C)は、有機アルミニウム化合物であり、好ましくは、下記一般式(IV)で表される有機アルミニウム化合物が使用される。
(AlRnX3-n)m ・・・一般式(IV)
[上記一般式(IV)中、Rは、炭素数1~20のアルキル基を表し、Xは、ハロゲン、水素、アルコキシ基またはアミノ基を表し、nは1~3の、mは1~2の整数を各々表す。]
Xは、それがハロゲンの場合には塩素が、アルコキシ基の場合には炭素数1~8のアルコキシ基が、アミノ基の場合には炭素数1~8のアミノ基が好ましい。
有機アルミニウム化合物は、単独であるいは複数種を組み合わせて使用することができる。
有機アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリノルマルプロピルアルミニウム、トリノルマルブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリノルマルヘキシルアルミニウム、トリノルマルオクチルアルミニウム、トリノルマルデシルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムセスキクロライド、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムジメチルアミド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムクロライドなどが挙げられる。これらのうち、好ましくは、m=1、n=3のトリアルキルアルミニウムおよびアルキルアルミニウムヒドリドである。さらに好ましくは、Rが炭素数1~8であるトリアルキルアルミニウムである。
3. Component (C)
The catalyst component (C) used in the present invention is an organoaluminum compound, preferably an organoaluminum compound represented by the following general formula (IV).
(AlR n X 3-n ) m General formula (IV)
[In the above general formula (IV), R represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, X represents a halogen, hydrogen, an alkoxy group or an amino group, n is 1 to 3, m is 1 to 2 each represents an integer of ]
X is preferably chlorine when it is a halogen, an alkoxy group with 1 to 8 carbon atoms when it is an alkoxy group, and an amino group with 1 to 8 carbon atoms when it is an amino group.
An organic aluminum compound can be used individually or in combination of multiple types.
Specific examples of organoaluminum compounds include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-normal-propylaluminum, tri-normal-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-normal-hexylaluminum, tri-normal-octylaluminum, tri-normal-decyl-aluminum, diethylaluminum chloride, and diethylaluminum. Sesquichloride, diethylaluminum hydride, diethylaluminum ethoxide, diethylaluminum dimethylamide, diisobutylaluminum hydride, diisobutylaluminum chloride and the like. Among these, trialkylaluminums and alkylaluminum hydrides where m=1 and n=3 are preferred. More preferably, R is a trialkylaluminum having 1 to 8 carbon atoms.
4.触媒の調製
本発明に用いられるオレフィン重合用触媒は、上記の各触媒成分を含む。これらは重合槽内または重合槽外で接触させて得ることができる。オレフィン重合用触媒は、オレフィン存在下で予備重合を行ってもよい。
各触媒成分の接触は、脂肪族炭化水素あるいは芳香族炭化水素溶媒中で行うのが普通である。接触温度は、特に限定されないが、-20℃~150℃の間で行うのが好ましい。接触順序としては、合目的的な任意の組み合わせが可能であるが、特に好ましいものを各触媒成分について示せば次の通りである。
触媒成分(C)を使用する場合、触媒成分(A)と触媒成分(B)を接触させる前に、触媒成分(A)と、あるいは触媒成分(B)と、または触媒成分(A)および触媒成分(B)の両方に触媒成分(C)を接触させること、または、触媒成分(A)と触媒成分(B)を接触させるのと同時に触媒成分(C)を接触させること、または、触媒成分(A)と触媒成分(B)を接触させた後に触媒成分(C)を接触させることが可能であるが、好ましくは、触媒成分(A)と触媒成分(B)を接触させる前に、触媒成分(C)といずれかに接触させる方法である。
また、各触媒成分を接触させた後、脂肪族炭化水素あるいは芳香族炭化水素溶媒にて洗浄することが可能である。
4. Preparation of Catalyst The olefin polymerization catalyst used in the present invention contains each of the above catalyst components. These can be obtained by contacting them inside or outside the polymerization tank. The olefin polymerization catalyst may be prepolymerized in the presence of olefin.
Contacting of each catalyst component is usually carried out in an aliphatic hydrocarbon or aromatic hydrocarbon solvent. The contact temperature is not particularly limited, but it is preferably between -20°C and 150°C. As the order of contact, any suitable combination is possible, but particularly preferred ones for each catalyst component are as follows.
When using the catalyst component (C), before contacting the catalyst component (A) and the catalyst component (B), the catalyst component (A), the catalyst component (B), or the catalyst component (A) and the catalyst contacting both component (B) with catalyst component (C), or contacting catalyst component (A) with catalyst component (B) and simultaneously contacting catalyst component (C), or Although it is possible to contact catalyst component (C) after (A) and catalyst component (B) are contacted, preferably catalyst component (A) is contacted with catalyst component (B) before contacting catalyst component (B). It is a method of contacting either component (C).
Further, after contacting each catalyst component, it is possible to wash with an aliphatic hydrocarbon or aromatic hydrocarbon solvent.
本発明で使用する触媒成分(A)、(B)および(C)の使用量は任意である。例えば、触媒成分(B)に対する触媒成分(A)の使用量は、触媒成分(B)1gに対し、好ましくは0.1μmol~1000μmol、より好ましくは0.5μmol~500μmolの範囲である。
また、触媒成分(A)に対する触媒成分(C)の使用量は、触媒成分(A)の遷移金属に対する触媒成分(C)のアルミニウムのモル比で、好ましくは0.01~5×106、より好ましくは0.1~1×104の範囲である。
The amounts of the catalyst components (A), (B) and (C) used in the present invention are arbitrary. For example, the amount of catalyst component (A) used relative to catalyst component (B) is preferably in the range of 0.1 μmol to 1000 μmol, more preferably 0.5 μmol to 500 μmol, per 1 g of catalyst component (B).
The amount of the catalyst component (C) used relative to the catalyst component (A) is preferably 0.01 to 5×10 6 in terms of the molar ratio of aluminum in the catalyst component (C) to the transition metal in the catalyst component (A). It is more preferably in the range of 0.1 to 1×10 4 .
本発明の分岐状プロピレン系重合体、および減成の対象となる分岐状プロピレン系重合体(Z)は、マクロマーを生成する能力を有する触媒成分と、そのマクロマーとプロピレンとを共重合する能力を有する触媒成分を用いることにより、製造可能である。このマクロマーを生成する能力と、マクロマーとプロピレンとを共重合する能力を同時に有する単独の触媒成分を用いて製造することも可能であるが、本発明の分岐状プロピレン系重合体、および減成の対象となる分岐状プロピレン系重合体(Z)を効率よく製造するには、それぞれの能力を有する別々の触媒成分を用いる方法を選択できる。すなわち、マクロマーを生成する能力を有する成分[A-1]と、マクロマーとプロピレンとを共重合する能力を有する成分[A-2]を用いる方法により、本発明の要件を有する分岐状プロピレン系重合体、および減成の対象となる分岐状プロピレン系重合体(Z)の製造が容易になる。
そこで、使用する成分[A-1]と成分[A-2]の割合は、本発明の分岐状プロピレン系重合体、および減成の対象となる分岐状プロピレン系重合体(Z)に特性を満たす範囲において任意であるが、各成分[A-1]と[A-2]の合計量に対する[A-1]の遷移金属のモル比で、好ましくは0.30以上、0.99以下である。
この割合を変化させることで、溶融物性と触媒活性のバランスを調整することが可能である。つまり、成分[A-1]からは、低分子量の末端ビニルマクロマーを生成し、成分[A-2]からは、一部マクロマーを共重合した高分子量体を生成する。したがって、成分[A-1]の割合を変化させることで、生成する重合体の平均分子量、分子量分布、分子量分布の低分子量側への偏り、非常に高い分子量成分、分岐(量、長さ、分布)を制御することができ、そのことにより、歪硬化度、溶融張力、伸長粘度といった溶融物性を制御することができる。
成分[A-1]と成分[A-2]の合計量に対する成分[A-1]の遷移金属のモル比は、好ましくは0.30以上であり、より好ましくは0.40以上であり、さらに好ましくは0.50以上である。また、上限に関しては、好ましくは0.90以下であり、高い触媒活性で効率的に本発明に重合体を得るためには、好ましくは0.80以下であり、さらに好ましくは0.70以下の範囲である。
また、上記範囲で成分[A-1]を使用することにより、水素量に対する、平均分子量と触媒活性のバランスを調整することができる。
The branched propylene-based polymer of the present invention and the branched propylene-based polymer (Z) to be degraded comprise a catalyst component capable of producing a macromer and an ability to copolymerize the macromer with propylene. It can be produced by using a catalyst component having. Although it is possible to produce the branched propylene-based polymer of the present invention using a single catalyst component that simultaneously has the ability to produce this macromer and the ability to copolymerize the macromer and propylene, In order to efficiently produce the target branched propylene-based polymer (Z), a method using separate catalyst components having respective capabilities can be selected. That is, a branched propylene-based polymer having the requirements of the present invention is obtained by a method using component [A-1] having the ability to form a macromer and component [A-2] having the ability to copolymerize the macromer and propylene. Coalescence and production of the branched propylene-based polymer (Z) to be degraded are facilitated.
Therefore, the ratio of the component [A-1] and the component [A-2] to be used depends on the characteristics of the branched propylene-based polymer of the present invention and the branched propylene-based polymer (Z) to be degraded. The molar ratio of the transition metal [A-1] to the total amount of each component [A-1] and [A-2] is preferably 0.30 or more and 0.99 or less. be.
By changing this ratio, it is possible to adjust the balance between melt physical properties and catalytic activity. That is, the component [A-1] produces a low-molecular-weight terminal vinyl macromer, and the component [A-2] produces a high-molecular-weight polymer obtained by partially copolymerizing the macromer. Therefore, by changing the proportion of component [A-1], the average molecular weight, molecular weight distribution, bias of the molecular weight distribution to the low molecular weight side, very high molecular weight components, branching (amount, length, distribution) can be controlled, thereby controlling melt physical properties such as degree of strain hardening, melt tension, and elongational viscosity.
The molar ratio of the transition metal of component [A-1] to the total amount of component [A-1] and component [A-2] is preferably 0.30 or more, more preferably 0.40 or more, More preferably, it is 0.50 or more. The upper limit is preferably 0.90 or less, and in order to efficiently obtain the polymer of the present invention with high catalytic activity, it is preferably 0.80 or less, more preferably 0.70 or less. Range.
Also, by using the component [A-1] within the above range, the balance between the average molecular weight and the catalytic activity with respect to the amount of hydrogen can be adjusted.
5.予備重合
オレフィン重合用触媒は、オレフィンを接触させて少量重合されることからなる予備重合に付されることが好ましい。予備重合処理を行うことにより、本重合を行った際に、ゲルの生成を防止できる。その理由としては、本重合を行った際の重合体粒子間で、長鎖分岐を均一に分布させることができるためと考えられる。
予備重合時に使用するオレフィンは、特に限定はないが、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、ビニルシクロアルカン、スチレンなどを例示することができ、好ましくはプロピレンである。
オレフィンのフィード方法は、オレフィンを予備重合槽に定速的にあるいは定圧状態になるように維持するフィード方法や、定速フィードした後に定圧状態に維持する方法、再び定速フィードを開始してさらに定圧段階を保つなど、定圧状態を段階的に変化させる方法などの組み合わせや、任意の方法が可能である。
5. Prepolymerization The catalyst for olefin polymerization is preferably subjected to prepolymerization, which comprises contacting an olefin and polymerizing a minor amount. By carrying out the preliminary polymerization treatment, it is possible to prevent the formation of gel when the main polymerization is carried out. The reason for this is thought to be that the long chain branches can be uniformly distributed among the polymer particles when the main polymerization is carried out.
The olefin used for prepolymerization is not particularly limited, but ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-butene, vinylcycloalkane, Examples include styrene, preferably propylene.
The olefin feeding method includes a feeding method in which the olefin is maintained in a prepolymerization tank at a constant rate or a constant pressure state, a method in which the olefin is fed at a constant rate and then maintained in a constant pressure state, a method in which the constant rate feeding is started again and further A combination of a method of changing the constant pressure state step by step, such as maintaining a constant pressure step, and an arbitrary method are possible.
予備重合温度、予備重合時間は、特に限定されないが、各々-20℃~100℃、5分~24時間の範囲であることが好ましい。
予備重合量は、触媒成分(B)に対する予備重合ポリマーの質量比が、好ましくは0.01~100、さらに好ましくは0.1~50である。
また、予備重合時に触媒成分(C)を追加することができ、予備重合終了時に洗浄することも可能である。
また、上記の各触媒成分の接触の際もしくは接触の後に、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの重合体、シリカ、チタニアなどの無機酸化物の固体を共存させるなどの方法も可能である。
予備重合後に、触媒を乾燥してもよい。乾燥方法は、特に制限はないが、減圧乾燥や加熱乾燥、乾燥ガスを流通させることによる乾燥などが例示され、これらの方法を単独で用いてもよいし、2つ以上の方法を組み合わせてもよい。乾燥工程において触媒を攪拌、振動、流動させてもよい。
Although the prepolymerization temperature and prepolymerization time are not particularly limited, they are preferably in the range of -20°C to 100°C and 5 minutes to 24 hours.
Regarding the amount of prepolymerization, the mass ratio of the prepolymerization polymer to the catalyst component (B) is preferably 0.01-100, more preferably 0.1-50.
In addition, the catalyst component (C) can be added during prepolymerization, and washing can be performed at the end of prepolymerization.
It is also possible to coexist with solids of inorganic oxides such as polymers such as polyethylene and polypropylene, silica and titania during or after the contact of each of the above catalyst components.
After prepolymerization, the catalyst may be dried. The drying method is not particularly limited, but examples include drying under reduced pressure, drying by heating, and drying by circulating a dry gas. These methods may be used alone, or two or more methods may be combined. good. The catalyst may be stirred, vibrated, or fluidized in the drying step.
6.プロピレン重合
重合様式は、前記オレフィン重合用触媒とモノマーが効率よく接触するならば、あらゆる様式を採用しうる。
具体的には、不活性溶媒を用いるスラリー重合法、不活性溶媒を実質的に用いずプロピレンを溶媒として用いるバルク重合法、溶液重合法あるいは実質的に液体溶媒を用いず各モノマーをガス状に保つ気相重合法などが採用できる。
また、連続重合、回分式重合を行う方法も適用される。
また、単段重合以外に、二段以上の多段重合をすることも可能である。
6. Propylene Polymerization Any polymerization mode may be adopted as long as the olefin polymerization catalyst and the monomer are efficiently brought into contact with each other.
Specifically, the slurry polymerization method using an inert solvent, the bulk polymerization method using propylene as a solvent without substantially using an inert solvent, the solution polymerization method, or the gaseous polymerization of each monomer without substantially using a liquid solvent. A vapor phase polymerization method or the like can be employed to maintain the
Further, a method of conducting continuous polymerization or batchwise polymerization is also applied.
In addition to single-stage polymerization, multi-stage polymerization of two or more stages is also possible.
スラリー重合法の場合には、不活性溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンなどの飽和脂肪族または芳香族炭化水素の単独または混合物が用いられる。
重合温度は、0℃以上、150℃以下であることが好ましい。特に、バルク重合法の場合には、40℃以上がより好ましく、さらに好ましくは50℃以上である。また、上限は、80℃以下が好ましく、さらに好ましくは75℃以下である。
気相重合法の場合には、40℃以上が好ましく、さらに好ましくは50℃以上である。また、上限は、100℃以下が好ましく、さらに好ましくは90℃以下である。
In the case of the slurry polymerization method, saturated aliphatic or aromatic hydrocarbons such as hexane, heptane, pentane, cyclohexane, benzene, toluene and the like are used singly or as a mixture as inert solvents.
The polymerization temperature is preferably 0°C or higher and 150°C or lower. In particular, in the case of bulk polymerization, the temperature is more preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher. Moreover, the upper limit is preferably 80° C. or lower, more preferably 75° C. or lower.
In the case of gas phase polymerization, the temperature is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher. Moreover, the upper limit is preferably 100° C. or lower, more preferably 90° C. or lower.
重合圧力は、1.0MPa以上、5.0MPa以下であることが好ましい。特に、バルク重合法の場合には、1.5MPa以上がより好ましく、さらに好ましくは2.0MPa以上である。また、上限は、4.0MPa以下が好ましく、さらに好ましくは3.5MPa以下である。
気相重合法の場合には、1.5MPa以上が好ましく、さらに好ましくは1.7MPa以上である。また、上限は、2.5MPa以下が好ましく、さらに好ましくは2.3MPa以下である。
The polymerization pressure is preferably 1.0 MPa or more and 5.0 MPa or less. In particular, in the case of bulk polymerization, the pressure is more preferably 1.5 MPa or higher, more preferably 2.0 MPa or higher. Moreover, the upper limit is preferably 4.0 MPa or less, more preferably 3.5 MPa or less.
In the case of gas phase polymerization, the pressure is preferably 1.5 MPa or more, more preferably 1.7 MPa or more. Moreover, the upper limit is preferably 2.5 MPa or less, more preferably 2.3 MPa or less.
さらに、本発明の分岐状プロピレン系重合体を製造するためには、水素を分子量調整剤として用いる。
本発明の分岐状プロピレン系重合体を、減成を行わず重合で直接製造する場合には、水素の量を多く使用することでMFRを増大させる。この場合には、用いる水素の量は、プロピレンに対して水素はモル比で1.0×10-5~1.0×10-2の範囲、好ましくは1.0×10-4超過1.0×10-2以下の範囲で用いることが好ましい。
上記に示した成分[A-1]で生成するポリマーは水素による連鎖移動が非常に遅く、一方成分[A-2]で生成するポリマーは相対的に水素による連鎖移動が速く、水素が多い場合には生成するポリマーの分子量は低下する。また、成分[A-1]は末端ビニルマクロマーを生成し、マクロマーを生成した成分[A-1]自身で共重合して分岐ポリマーを生成する。一方、成分[A-2]はそれ自身ではマクロマーを生成せず、成分[A-1]が生成したマクロマーが成分[A-2]に近づいた場合にのみ共重合して分岐ポリマーを生成する。すなわち末端ビニルマクロマーとの接触効率の違いにより成分[A-1]由来のポリマーに比べて成分[A-2]由来のポリマーの分岐密度は低くなる。
そこで使用する水素の量を多く使用すると、成分[A-2]で生成するポリマーが成分[A-1]で生成するポリマーより低分子量側に多く存在するように分子量分布が低分子量側に広がり、かつ低分子量側での分岐密度が低くなる。反対に高分子量側は成分[A-1]由来のポリマーが多く存在することで、高分子量側の分岐密度が特定の範囲になる。
また、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、分岐状プロピレン系重合体(Z)を減成することにより製造することができる。分岐状プロピレン系重合体(Z)を製造する場合には水素の量を少なく使用することでMFRを小さくする。この場合には、用いる水素の量は、プロピレンに対して水素はモル比で1.0×10-6~1.0×10-4の範囲で用いることが好ましい。
使用する水素の量を少なく使用すると、成分[A-2]で生成するポリマーは、成分[A-1]で生成するポリマーより高分子量側に存在する。この時、分岐密度の高い成分[A-1]由来のポリマーが低分子量側に存在する。このような分岐分布の分岐状プロピレン系重合体(Z)を減成することにより、本発明の分岐状プロピレン系重合体は特性(3)を満たすように製造することができる。
以上のように、本発明の分岐状プロピレン系重合体は特性(3)の分岐分布をもつように、重合から直接製造することもできるし、MFRの小さい分岐状プロピレン系重合体(Z)を減成することでも製造できる。なかでも分岐状プロピレン系重合体(Z)を減成することが好ましい。
Furthermore, hydrogen is used as a molecular weight modifier in order to produce the branched propylene-based polymer of the present invention.
When the branched propylene-based polymer of the present invention is produced directly by polymerization without degradation, the MFR is increased by using a large amount of hydrogen. In this case, the amount of hydrogen to be used is in the range of 1.0×10 −5 to 1.0×10 −2 in terms of molar ratio of hydrogen to propylene, preferably more than 1.0×10 −4 1. It is preferable to use in the range of 0×10 −2 or less.
The polymer produced from the component [A-1] shown above has a very slow chain transfer due to hydrogen, while the polymer produced from the component [A-2] has a relatively fast chain transfer due to hydrogen, and when there is a large amount of hydrogen , the molecular weight of the polymer produced decreases. Further, the component [A-1] produces a terminal vinyl macromer, and the component [A-1] that produced the macromer itself is copolymerized to produce a branched polymer. On the other hand, the component [A-2] does not form a macromer by itself, and copolymerizes to form a branched polymer only when the macromer produced by the component [A-1] approaches the component [A-2]. . That is, the branching density of the polymer derived from component [A-2] is lower than that of the polymer derived from component [A-1] due to the difference in contact efficiency with the terminal vinyl macromer.
Therefore, if a large amount of hydrogen is used, the molecular weight distribution spreads to the low molecular weight side so that the polymer generated in component [A-2] exists more on the low molecular weight side than the polymer generated in component [A-1]. , and the branch density on the low molecular weight side becomes low. On the other hand, since a large amount of the polymer derived from the component [A-1] exists on the high molecular weight side, the branch density on the high molecular weight side falls within a specific range.
Also, the branched propylene-based polymer of the present invention can be produced by degrading the branched propylene-based polymer (Z). When the branched propylene-based polymer (Z) is produced, the MFR is reduced by using a small amount of hydrogen. In this case, the amount of hydrogen used is preferably in the range of 1.0×10 −6 to 1.0×10 −4 in terms of molar ratio of hydrogen to propylene.
When the amount of hydrogen used is small, the polymer produced from component [A-2] exists on the higher molecular weight side than the polymer produced from component [A-1]. At this time, the polymer derived from the component [A-1] having a high branching density exists on the low molecular weight side. By degrading the branched propylene-based polymer (Z) having such a branching distribution, the branched propylene-based polymer of the present invention can be produced so as to satisfy the characteristic (3).
As described above, the branched propylene-based polymer of the present invention can be produced directly from polymerization so as to have the branch distribution of characteristic (3), or a branched propylene-based polymer (Z) having a small MFR can be It can also be produced by degradation. Among them, it is preferable to degrade the branched propylene-based polymer (Z).
7.減成
前記分岐状プロピレン系重合体(Z)を、有機過酸化物により減成する工程を用いる場合、減成することによりMFRを調整でき、前記分岐状プロピレン系重合体(Z)のMFRを10~1000倍にすることができる。
MFR調整のための減成方法は、有機過酸化物を、好ましくは樹脂100質量部当たり、0.005~2.00質量部、更に好ましくは0.100~1.00質量部用いて、両者を該樹脂の溶融温度以上の温度、例えば180~300℃で、加熱混練すればよく、その方法としては、どのような方法も採用できるが、特に押出機中で行うのが好適である。また、有機過酸化物が分岐状プロピレン系重合体に均一に分散するように、両者を加熱混練する前に、予め両者をヘンシェルミキサー、リボンブレンダーなどの混合機を用いて充分混合してもよい。さらに、有機過酸化物の分散性を向上するために、有機過酸化物を適当な媒体に混合したものも、使用することができる。
その際に使用する有機過酸化物は、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、1,1-ビス-(t-ブチルパーオキシ))-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)オクタン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、1,3-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、t-ブチル-ハイドロパーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジ-t-ブチル-ジパーオキシフタレート、t-ブチルパ-オキシマレイン酸、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、イソプロピルパーカーボネートなどが挙げられる。
これらは、1種に限らず2種以上を組み合せて使用することができる。これらの中でも、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、1,3-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、およびα,α’-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンからなる群から選択される1種以上が、混練機の中で均等に減成を行える点から特に好ましい。
7. Degradation When a step of degrading the branched propylene-based polymer (Z) with an organic peroxide is used, the MFR can be adjusted by degrading, and the MFR of the branched propylene-based polymer (Z) can be reduced to It can be 10 to 1000 times larger.
The degradation method for adjusting the MFR is preferably an organic peroxide of 0.005 to 2.00 parts by weight, more preferably 0.100 to 1.00 parts by weight, based on 100 parts by weight of the resin. may be heated and kneaded at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the resin, for example, 180 to 300° C. Any method can be employed, but it is particularly preferable to carry out in an extruder. In order to uniformly disperse the organic peroxide in the branched propylene-based polymer, the two may be thoroughly mixed in advance using a mixer such as a Henschel mixer or a ribbon blender before the two are heated and kneaded. . Furthermore, in order to improve the dispersibility of the organic peroxide, a mixture of the organic peroxide and a suitable medium can also be used.
Organic peroxides used at that time include benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, 1,1-bis-(t-butylperoxy))- 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis(t-butylperoxy)cyclohexane, 2,2-bis(t-butylperoxy)octane, n-butyl-4,4-bis(t-butyl peroxy)valerate, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2 ,5-di(t-butylperoxy)-3-hexyne, 1,3-bis(t-butylperoxyisopropyl)benzene, α,α'-bis(t-butylperoxyisopropyl)benzene, t-butyl -hydroperoxide, cumene hydroperoxide, lauroyl peroxide, di-t-butyl-diperoxyphthalate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxyisopropylcarbonate, isopropylpercarbonate and the like.
These can be used in combination of not only 1 type but 2 or more types. Among these, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)-3-hexyne, 1,3 - At least one selected from the group consisting of bis(t-butylperoxyisopropyl)benzene and α,α'-bis(t-butylperoxyisopropyl)benzene uniformly degrades in the kneader It is particularly preferable because it can be performed.
III.分岐状プロピレン系重合体の用途
本発明の分岐状プロピレン系重合体は、溶融混練機を用いて、加熱溶融混練後、さらに粒状に切断されたペレットとして、成形材料に供することが可能である。そして、本発明の分岐状プロピレン系重合体には、必要に応じて、公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、造核剤、滑剤、難燃剤、アンチブロッキング剤、着色剤、無機質または有機質の充填剤などの各種添加剤、さらには種々の合成樹脂を配合することができる。
また、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、ナノサイズの繊維径と、繊維径の高い均一性を両立し、糸切れしにくく成形しやすいので、繊維用途に好適に用いられ、メルトブローン成形などにおいては繊維径の細繊化などが求められる分野に好適に用いることができる。
メルトブローン成形は周知の方法であり、例えば、繊維径の細いポリオレフィン系樹脂不織布の製造に広く用いられている。メルトブローン成形は、原料を押出機により溶融させた後、孔径数十~数百μm、孔数数十~数千の紡糸ノズルヘッドから、溶融ストランドが加熱エアー流中に押し出される。このエアー流により溶融ストランドが細くされコンベヤーなどの捕集装置上に集束後、ロールに巻き取ることにより不織布を得ることができる。
III. Uses of branched propylene-based polymer The branched propylene-based polymer of the present invention can be melt-kneaded by heat using a melt-kneader, and then cut into pellets to be used as a molding material. The branched propylene-based polymer of the present invention may optionally contain known antioxidants, ultraviolet absorbers, antistatic agents, nucleating agents, lubricants, flame retardants, antiblocking agents, coloring agents, and inorganic substances. Alternatively, various additives such as organic fillers and various synthetic resins can be blended.
In addition, the branched propylene-based polymer of the present invention has both a nano-sized fiber diameter and a high uniformity of the fiber diameter, and is resistant to fiber breakage and is easy to mold. can be suitably used in fields where finer fiber diameter is required.
Meltblown molding is a well-known method, and is widely used, for example, in the production of polyolefin-based resin nonwoven fabrics with small fiber diameters. In meltblown molding, after a raw material is melted by an extruder, a molten strand is extruded into a heated air stream from a spinning nozzle head having a hole diameter of several tens to several hundreds of μm and several tens to several thousands of holes. The melted strands are thinned by this air stream, collected on a collection device such as a conveyor, and wound up on a roll to obtain a nonwoven fabric.
次に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.
[実施例1]
(1)錯体の合成
(1-a)rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムの合成:
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウムを、特開2012-149160号公報の合成例1の方法に準じて合成した。
(1-b)rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウムの合成:
rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウムを、特開平11―240909号公報の実施例7の方法に準じて合成した。
[Example 1]
(1) Complex synthesis (1-a) rac-dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl}]hafnium Compositing of:
rac-dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl}]hafnium was synthesized in JP-A-2012-149160. Synthesized according to the method of Example 1.
(1-b) Synthesis of rac-dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium:
Synthesis of rac-dichloro[1,1'-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium according to the method of Example 7 of JP-A-11-240909. bottom.
(2)触媒の調製
(2-a)イオン交換性層状ケイ酸塩の化学処理
撹拌翼と還流装置を取り付けた1Lの3つ口フラスコに、蒸留水645.1gと98%硫酸82.6gを加え、95℃まで昇温した。
そこへ市販のモンモリロナイト(水澤化学工業社製ベンクレイKK、Al=9.78質量%、Si=31.79質量%、Mg=3.18質量%、Al/Si(モル比)=0.320、平均粒径14μm)100gを添加し、95℃で320分反応させた。320分後、蒸留水0.5Lを加えて反応を停止し、濾過することでケーキ状固体物255gを得た。
このケーキ1gには、0.31gの化学処理モンモリロナイト(中間物)が含まれていた。化学処理モンモリロナイト(中間物)の化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量% Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222であった。
上記ケーキに蒸留水1545gを加えスラリー化し、40℃まで昇温した。水酸化リチウム・水和物5.734gを固体のまま加え、40℃で1時間反応させた。1時間後、反応スラリーを濾過し、1Lの蒸留水で3回洗浄し、再びケーキ状固体物を得た。
回収したケーキを乾燥したところ、化学処理モンモリロナイト80gを得た。この化学処理モンモリロナイトの化学組成は、Al=7.68質量%、Si=36.05質量%、Mg=2.13質量%、Al/Si(モル比)=0.222、Li=0.53質量%であった。
(2) Preparation of catalyst (2-a) Chemical treatment of ion-exchange layered silicate 645.1 g of distilled water and 82.6 g of 98% sulfuric acid were placed in a 1 L three-necked flask equipped with a stirring blade and a reflux device. The temperature was raised to 95°C.
Commercially available montmorillonite (Benclay KK manufactured by Mizusawa Chemical Industry Co., Ltd., Al = 9.78 mass%, Si = 31.79 mass%, Mg = 3.18 mass%, Al / Si (molar ratio) = 0.320, An average particle size of 14 μm) was added, and the reaction was allowed to proceed at 95° C. for 320 minutes. After 320 minutes, 0.5 L of distilled water was added to stop the reaction and filtered to obtain 255 g of a solid cake.
1 g of this cake contained 0.31 g of chemically treated montmorillonite (intermediate). The chemical composition of the chemically treated montmorillonite (intermediate) was Al = 7.68 wt%, Si = 36.05 wt%, Mg = 2.13 wt%, Al/Si (molar ratio) = 0.222.
1545 g of distilled water was added to the above cake to form a slurry, and the temperature was raised to 40°C. 5.734 g of lithium hydroxide hydrate was added as a solid, and reacted at 40° C. for 1 hour. After 1 hour, the reaction slurry was filtered and washed with 1 L of distilled water three times to obtain a cake-like solid again.
The collected cake was dried to obtain 80 g of chemically treated montmorillonite. The chemical composition of this chemically treated montmorillonite is Al = 7.68 mass%, Si = 36.05 mass%, Mg = 2.13 mass%, Al / Si (molar ratio) = 0.222, Li = 0.53 % by mass.
(2-b)予備重合
内容積1m3の反応器に、上記のようにして得られた化学処理モンモリロナイト150kgを入れ、ヘキサン2832Lを加えてスラリーとし、これにトリイソブチルアルミニウム74.4kg(375mol)を85分かけて投入し60分間攪拌した。その後ヘキサンで1/32まで洗浄し、全容量を900Lとした。
この化学処理モンモリロナイトが入ったスラリー溶液を50℃に保ち、そこへトリイソブチルアルミニウム0.65kg(濃度15.3質量%のヘキサン溶液を4.257kg 3.28mol)を加えた。
5分間撹拌した後に、rac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-メチル-4-(4-クロロフェニル)-4-ヒドロアズレニル}]ハフニウム0.657kg(0.81mol)とトルエン96Lを加え、60分間撹拌を続けた。
その後、トリノルマルオクチルアルミニウム9.758kg(26.61mol)を加えて6分間撹拌した後、別の撹拌装置付き容器に、トルエン240Lにトリイソブチルアルミニウム0.064kg(濃度0.648質量%のトルエン溶液を9.88kg、0.32mol)を加えたところへrac-ジクロロ[1,1’-ジメチルシリレンビス{2-(5-メチル-2-フリル)-4-(4-i-プロピルフェニル)インデニル}]ハフニウム1.768kg(1.89mol)を加えて調製しておいた溶液を投入し、トルエン100Lを加え、さらに20分間撹拌を続けた。
その後ヘキサン2387Lを追加し、反応器の内部温度を40℃にしたのち、プロピレン328.1kgを240分間かけてフィードし40℃を保ちながら予備重合を行った。その後、プロピレンフィードを止めて、40℃のまま80分間残重合を行った。
残重合終了後、撹拌を停止し内容物を沈降させて静定した。その上澄みを溶液量が1500Lになるように除去し、トリイソブチルアルミニウム12.7kgを加えて再びヘキサンを3974L加え撹拌した後に沈降静定し、上澄みを溶液量が1500Lになるまで除去した。
ここにトリイソブチルアルミニウム8.9kg(濃度20.8質量%のヘキサン溶液を42.9kg)とヘキサン205Lを加えた。
その後、反応液を乾燥機へ移送し、40度で9時間乾燥させた。
そうしたところ、乾燥予備重合触媒465kgを得た。予備重合倍率(予備重合ポリマー量を固体触媒量で除した値)は2.1であった。この予備重合触媒を触媒1とした。
(2-b) Prepolymerization 150 kg of the chemically treated montmorillonite obtained as described above was placed in a reactor having an internal volume of 1 m 3 , and 2832 L of hexane was added to form a slurry, and 74.4 kg (375 mol) of triisobutylaluminum was added thereto. was added over 85 minutes and stirred for 60 minutes. After that, it was washed with hexane to 1/32, and the total volume was adjusted to 900L.
The slurry solution containing this chemically treated montmorillonite was kept at 50° C., and 0.65 kg of triisobutylaluminum (4.257 kg, 3.28 mol of a hexane solution with a concentration of 15.3 mass %) was added thereto.
After stirring for 5 minutes, 0.657 kg (0.81 mol) of rac-dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-methyl-4-(4-chlorophenyl)-4-hydroazulenyl}]hafnium and 96 L of toluene were added. , stirring was continued for 60 minutes.
Then, 9.758 kg (26.61 mol) of tri-n-octylaluminum was added and stirred for 6 minutes, and then 0.064 kg of triisobutyl aluminum (a toluene solution with a concentration of 0.648% by mass) was added to 240 L of toluene in another vessel equipped with a stirrer. 9.88 kg, 0.32 mol) of rac-dichloro[1,1′-dimethylsilylenebis{2-(5-methyl-2-furyl)-4-(4-i-propylphenyl)indenyl }] A solution prepared by adding 1.768 kg (1.89 mol) of hafnium was added, 100 L of toluene was added, and stirring was continued for an additional 20 minutes.
After that, 2387 L of hexane was added to raise the internal temperature of the reactor to 40°C, and then 328.1 kg of propylene was fed over 240 minutes to carry out prepolymerization while maintaining 40°C. Thereafter, the propylene feed was stopped, and residual polymerization was carried out at 40° C. for 80 minutes.
After the residual polymerization was completed, the stirring was stopped and the content was allowed to settle and settle. The supernatant was removed so that the solution volume became 1,500 L, 12.7 kg of triisobutylaluminum was added, 3,974 L of hexane was added again, and the mixture was stirred.
8.9 kg of triisobutylaluminum (42.9 kg of a hexane solution having a concentration of 20.8% by mass) and 205 L of hexane were added thereto.
After that, the reaction solution was transferred to a dryer and dried at 40° C. for 9 hours.
As a result, 465 kg of dry prepolymerized catalyst was obtained. The prepolymerization ratio (value obtained by dividing the amount of prepolymerized polymer by the amount of solid catalyst) was 2.1. This prepolymerized catalyst was referred to as
(3)重合
内容積100m3の撹拌式高圧反応容器(L/D=1.2)内をプロピレンで十分に置換した後、十分に精製した液化プロピレンを20T/hr、水素を0.110Kg/hr、
トリイソブチルアルミニウムを80kg/hrの流量で連続的に導入し、温度を70±0.1℃に保った。
分岐状プロピレン系重合体のMFRが±0.5g/10分の範囲内で安定したところで分岐状プロピレン系重合体(Z)(パウダー)を回収した。
得られた分岐状プロピレン系重合体(Z)(パウダー)のMFRは7.9、Mw/Mnは4.7、Mz/Mwは3.6、W1Mは4.1質量%、g’(Mabspt)は1.0、g’(Mwabs)は0.91、g’(Mzabs)は0.87、g’(100万)=0.86であった。
(3) Polymerization After sufficiently replacing the inside of a stirred high-pressure reactor (L/D = 1.2) with an internal volume of 100 m3 with propylene, sufficiently purified liquefied propylene was supplied at 20 T/hr and hydrogen at 0.110 kg/hr. hr,
Triisobutylaluminum was continuously introduced at a flow rate of 80 kg/hr and the temperature was maintained at 70±0.1°C.
When the MFR of the branched propylene-based polymer stabilized within the range of ±0.5 g/10 minutes, the branched propylene-based polymer (Z) (powder) was recovered.
The obtained branched propylene-based polymer (Z) (powder) had an MFR of 7.9, an Mw/Mn of 4.7, an Mz/Mw of 3.6, a W 1M of 4.1% by mass, and g'( M abs pt) was 1.0, g′(Mw abs ) was 0.91, g′(Mz abs ) was 0.87, g′(million)=0.86.
(4)減成および造粒
上記で得られた分岐状プロピレン系重合体(Z)のパウダー100質量部に対し、フェノ-ル系酸化防止剤であるテトラキス[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネ-ト]メタン(商品名:IRGANOX1010、BASFジャパン株式会社製)0.125質量部、フォスファイト系酸化防止剤であるトリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト(商品名:IRGAFOS 168、BASFジャパン株式会社製)0.125質量部、分子量降下剤として用いられる有機過酸化物であるパーブチルP-40(商品名、日油社製、α,α’-ジ(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン)を0.250質量部配合し、高速攪拌式混合機ヘンシェルミキサー(商品名、日本コークス工業社製)で3分間攪拌混合した。その後、二軸押出機KZW-15(テクノベル社製、スクリュー口径15mm)を用い、スクリュー回転数は400rpm、混練温度はホッパー下から80、120、230℃(以降、ダイス出口まで同温度)にて溶融混練した。ストランドダイから押し出された溶融樹脂を、冷却水槽で冷却固定化させながら引き取り、ストランドカッターを用いてストランドを切断・ペレット化した。
得られたペレットを使って各種分析を行った。その結果を表1に記す。
(4) Degradation and granulation To 100 parts by mass of the powder of the branched propylene-based polymer (Z) obtained above, '-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane (trade name: IRGANOX1010, manufactured by BASF Japan Ltd.) 0.125 parts by mass, a phosphite antioxidant Tris (2,4 -Di-t-butylphenyl) phosphite (trade name: IRGAFOS 168, manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) 0.125 parts by mass, Perbutyl P-40 (trade name, Japan), an organic peroxide used as a molecular weight depressant 0.250 parts by mass of α,α'-di(t-butylperoxy)diisopropylbenzene, manufactured by Yusha Co., Ltd.), and stirred for 3 minutes with a high-speed stirring mixer Henschel mixer (trade name, manufactured by Nippon Coke Industry Co., Ltd.). Mixed. Then, using a twin-screw extruder KZW-15 (manufactured by Technobel, screw
Various analyzes were performed using the obtained pellets. The results are shown in Table 1.
[実施例2~3]
実施例1の(3)重合において、有機過酸化物の量をそれぞれ、実施例2では0.375質量部、実施例3では0.500質量部に変更した以外は、実施例1と同様にしてペレットを得た。
得られたペレットを使って各種分析を行った。その結果を表1に記す。
[Examples 2-3]
In (3) polymerization of Example 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that the amount of the organic peroxide was changed to 0.375 parts by mass in Example 2 and 0.500 parts by mass in Example 3. to obtain pellets.
Various analyzes were performed using the obtained pellets. The results are shown in Table 1.
[比較例1~3]
線状ポリマーであるプロピレン単独重合体FY6Q(商品名、日本ポリプロ社製、MFR=3g/10分、Tm=160℃、g’(Mzabs)=1.00)に対し、分子量降下剤として用いられる有機過酸化物であるパーブチルP-40(商品名、日油社製、α,α’-ジ(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン)を配合し、高速攪拌式混合機ヘンシェルミキサー(商品名、日本コークス工業社製)で3分間攪拌混合した。その後、二軸押出機KZW-15(テクノベル社製、スクリュー口径15mm)を用い、スクリュー回転数は400rpm、混練温度はホッパー下から80、120、230℃(以降、ダイス出口まで同温度)にて溶融混練した。ストランドダイから押し出された溶融樹脂を、冷却水槽で冷却固定化させながら引き取り、ストランドカッターを用いてストランドを切断し、線状ポリマーのペレット化した。
プロピレン単独重合体100質量部に対する有機過酸化物の量を、比較例1では、0.375質量部、比較例2では0.500質量部、比較例3では0.750質量部に調整した。
得られたペレットを使って各種分析を行った。その結果を表1に記す。
[Comparative Examples 1 to 3]
Used as a molecular weight depressant for linear polymer propylene homopolymer FY6Q (trade name, manufactured by Japan Polypropylene Corporation, MFR = 3 g/10 min, Tm = 160°C, g' (Mz abs ) = 1.00). Perbutyl P-40 (trade name, manufactured by NOF Corporation, α,α'-di(t-butylperoxy)diisopropylbenzene), which is an organic peroxide that can be , manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.) for 3 minutes. Then, using a twin-screw extruder KZW-15 (manufactured by Technobel, screw
The amount of the organic peroxide per 100 parts by mass of the propylene homopolymer was adjusted to 0.375 parts by mass in Comparative Example 1, 0.500 parts by mass in Comparative Example 2, and 0.750 parts by mass in Comparative Example 3.
Various analyzes were performed using the obtained pellets. The results are shown in Table 1.
[物性測定、分析]
実施例および比較例の重合体における物性測定、分析などは、下記の方法に従ったものである。物性測定、分析結果を表1に示す。
(1)メルトフローレート(MFR):
JIS K7210のポリプロピレン試験方法のメルトフローレート(試験条件:230℃、荷重2.16kgf)に従って測定した。単位はg/10分である。
(2)分子量および分子量分布(Mw、Mn、Mz、Mw/Mn、Mz/Mw、W1M):
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、上記本明細書記載の方法で測定した。
(3)3D-GPC(g’(Mabspt)、g’(Mwabs)、g’(Mzabs)、g’(1M))
示差屈折計(RI)、粘度検出器(Viscometer)および多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)が接続されたGPC装置として、示差屈折計(RI)および粘度検出器(Viscometer)を装備したGPC装置(Waters社製、Alliance GPCV2000)、および、多角度レーザー光散乱検出器(yatt Technology社製、DAWN-E)を用い、上記本明細書記載の方法で測定した。
[Physical property measurement, analysis]
Physical property measurements and analyzes of the polymers of Examples and Comparative Examples were carried out according to the following methods. Table 1 shows physical property measurements and analysis results.
(1) Melt flow rate (MFR):
It was measured according to the melt flow rate of the polypropylene test method of JIS K7210 (test conditions: 230°C, load 2.16 kgf). The unit is g/10 minutes.
(2) Molecular weight and molecular weight distribution (Mw, Mn, Mz, Mw/Mn, Mz/Mw, W 1M ):
It was measured by gel permeation chromatography (GPC) by the method described in the specification above.
(3) 3D-GPC (g'(M abs pt), g'(Mw abs ), g'(Mz abs ), g'(1M))
A GPC apparatus equipped with a differential refractometer (RI) and a viscosity detector (Viscometer) as a GPC apparatus to which a differential refractometer (RI), a viscosity detector (Viscometer) and a multi-angle laser light scattering detector (MALLS) are connected (Waters, Alliance GPCV2000) and a multi-angle laser light scattering detector (Yatt Technology, DAWN-E), and measured by the method described in this specification.
(4)動的粘弾性測定
動的粘弾性を測定する装置として、TA Instruments社製、ARES-G2を用いた。
プロピレン系重合体を気泡が入らないように、180℃で5分間プレスで圧縮成形し、厚さ2.0mm、直径25mmの円盤状の測定用サンプルとした。サンプルの測定は、180℃で保温された直径25mmの平行円板を使用して、厚さ2.0mmの測定用サンプルを厚さ1.5mmまで圧縮後、1.5mmの間隙をおいて配置された直径25mmの平行円板を使用して、180℃、歪量10%で、周波数範囲が0.01rad/secから100rad/secの範囲で、測定点は、ω一桁当たり5点として貯蔵弾性率(G’)と損失弾性率(G”)を測定した。
(4) Measurement of dynamic viscoelasticity ARES-G2 manufactured by TA Instruments was used as a device for measuring dynamic viscoelasticity.
The propylene-based polymer was compression-molded with a press at 180° C. for 5 minutes so as not to contain air bubbles, to obtain a disk-shaped measurement sample having a thickness of 2.0 mm and a diameter of 25 mm. Sample measurement is performed by using a parallel disk with a diameter of 25 mm that is kept at 180°C, compressing a sample for measurement with a thickness of 2.0 mm to a thickness of 1.5 mm, and placing it with a gap of 1.5 mm. 180 ° C., 10% strain, frequency range from 0.01 rad/sec to 100 rad/sec, measurement points are stored as 5 points per ω digit Elastic modulus (G') and loss modulus (G'') were measured.
(5)融点(Tm):
プロピレン系重合体のパウダーをプレス板で挟み、190℃で2分間予熱した後に5MPaで2分間プレスした。その後、0℃、10MPaで2分間冷却した後にシートを得た。
示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ社製DSC6200)を使用し、上記で得たシートのサンプル片5mgをアルミパンに詰め、室温から一旦200℃まで昇温速度100℃/分で昇温し、5分間保持した後に、10℃/分で20℃まで降温して、結晶化させた時の結晶最大ピーク温度(℃)として結晶化温度(Tc)を求め、その後、10℃/分で200℃まで昇温させた時の融解最大ピーク温度(℃)として融点(Tm)を求めた。
(5) Melting point (Tm):
A propylene-based polymer powder was sandwiched between press plates, preheated at 190° C. for 2 minutes, and then pressed at 5 MPa for 2 minutes. Then, after cooling at 0° C. and 10 MPa for 2 minutes, a sheet was obtained.
Using a differential scanning calorimeter (DSC6200 manufactured by Seiko Instruments Inc.), 5 mg of the sample piece of the sheet obtained above was packed in an aluminum pan, heated from room temperature to 200 ° C. at a heating rate of 100 ° C./min, and heated for 5 minutes. After holding, the temperature is lowered to 20°C at 10°C/min to determine the crystallization temperature (Tc) as the maximum crystal peak temperature (°C) when crystallized, and then raised to 200°C at 10°C/min. The melting point (Tm) was determined as the maximum melting peak temperature (°C) when warmed.
(6)13C-NMRで測定するプロピレン単位5連鎖のメソペンタッド分率(mmmm)
上記で得られたプロピレン系重合体を用いて、下記に従い、規則性を決定した。
(13C-NMRの測定方法)
[試料調製と測定条件]
試料200mgをo-ジクロロベンゼン/重水素化臭化ベンゼン(C6D5Br)=4/1(体積比)2.4mLおよび化学シフトの基準物質であるヘキサメチルジシロキサンとともに内径10mmφのNMR試料管に入れ、150℃のブロックヒーターで均一に溶解した。
NMR測定は10mmφのクライオプローブを装着したブルカー・バイオスピン社製AV400型NMR装置を用いて行った。
13C-NMRの測定条件は、試料温度を120℃、パルス角を90°、パルス間隔を15秒、積算回数を1024回とし、ブロードバンドデカップリング法で測定を実施した。
化学シフトはヘキサメチルジシロキサンの13Cシグナルを1.98ppmに設定し、他の13Cによるシグナルの化学シフトはこれを基準とした。
[メソペンタッド分率(mmmm)の算出方法]
プロピレン単位5連鎖のメソペンタッド分率(mmmm)は、13C-NMR測定により測定された13Cシグナルの積分強度を、下記式(3)に代入することにより求めた。
mmmm(%)=(Imm-2×Imrrm)×100/(Imm+3×Imrrm)・・・式(3)
ここでImmは、プロピレン単位3連鎖がmmの結合様式に帰属される13Cシグナルの積分強度を表し、化学シフトが23.6~21.1ppmの範囲の13Cシグナルの積分強度、Imrrmは、プロピレン単位5連鎖がmrrmの結合様式に帰属される13Cシグナルの積分強度を表し、化学シフトが19.9~19.7ppmの範囲の13Cシグナルの積分強度である。
(6) mesopentad fraction (mmmm) of five chains of propylene units measured by 13 C-NMR
Using the propylene-based polymer obtained above, the regularity was determined according to the following.
( 13 C-NMR measurement method)
[Sample preparation and measurement conditions]
200 mg of a sample was mixed with 2.4 mL of o-dichlorobenzene/deuterobrominated benzene (C 6 D 5 Br) = 4/1 (volume ratio) and hexamethyldisiloxane, which is a reference substance for chemical shift, and an NMR sample with an inner diameter of 10 mmφ. It was placed in a tube and uniformly melted with a block heater at 150°C.
The NMR measurement was carried out using a Bruker Biospin Model AV400 NMR apparatus equipped with a 10 mmφ cryoprobe.
The 13C-NMR measurement conditions were a sample temperature of 120° C., a pulse angle of 90°, a pulse interval of 15 seconds, and an accumulation count of 1024 times, and the measurement was performed by a broadband decoupling method.
The chemical shift was set to 1.98 ppm for the 13 C signal of hexamethyldisiloxane and the chemical shifts of the other 13 C signals were referenced to this.
[Method for calculating mesopentad fraction (mmmm)]
The mesopentad fraction (mmmm) of 5 chains of propylene units was obtained by substituting the integrated intensity of the 13 C signal measured by 13 C-NMR measurement into the following formula (3).
mmmm (%)=(I mm −2×I mrrm )×100/(I mm +3×I mrrm ) Equation (3)
where I mm represents the integrated intensity of the 13 C signal attributed to the bonding mode of the propylene unit triplets in mm, and the integrated intensity of the 13 C signal with chemical shifts in the range of 23.6-21.1 ppm, I mrrm represents the integrated intensity of the 13 C signal in which the propylene unit penta-link is assigned to the mrrm bonding mode, and is the integrated intensity of the 13 C signal in the range of chemical shifts from 19.9 to 19.7 ppm.
[繊維の成形および評価]
(1)成形
上記で得られた各プロピレン系重合体を以下の条件によりメルトブローン成形し、目付20g/m2の不織布を得た。
ダイ;ダイサイズ:10インチ、ノズル孔:360個、ノズル径:0.3mm
紡糸条件;紡糸温度:260℃、空気温度:280℃、空気流量:5500L/分、吐出量:0.15g/分/孔
繊維補集条件; エジェクター-コンベヤー距離:200mm
[Fiber molding and evaluation]
(1) Molding Each propylene-based polymer obtained above was melt-blown molded under the following conditions to obtain a nonwoven fabric having a basis weight of 20 g/m 2 .
Die; die size: 10 inches, nozzle holes: 360, nozzle diameter: 0.3 mm
Spinning conditions; spinning temperature: 260°C, air temperature: 280°C, air flow rate: 5500 L/min, discharge rate: 0.15 g/min/hole fiber collection conditions; ejector-conveyor distance: 200 mm
(2)評価
(2-1)成形性
上記で得られた各プロピレン系重合体で製造される繊維の繊維径はナノサイズであることから、糸切れ性はダイス直下での目視では糸が見えないため確認出来ない。但し、糸成形時に断糸が発生した場合、切れた糸が宙を舞う現象が発生するため、本現象発生の有無を目視で確認し、発生しない場合は断糸していないと判断した。
(2) Evaluation (2-1) Formability Since the fiber diameter of the fiber produced from each propylene-based polymer obtained above is nano-sized, the thread breakage can be evaluated by visual inspection immediately below the die. I can't confirm because I don't have one. However, if yarn breakage occurs during yarn forming, a phenomenon occurs in which the broken yarn flies in the air.
(2-2)繊維径と繊維径の均一性
得られた繊維不織布原反を、キーエンス社製形状測定レーザーマイクロスコープ「VK-X200」を用いて倍率150倍の写真を撮影し、その画像からn=60で単糸径を測定した。
さらに、得られた繊維径の標準偏差から、繊維径の均一性を導出した。
評価結果を表1に併せて示す。
(2-2) Uniformity of fiber diameter and fiber diameter
The obtained fibrous nonwoven fabric raw fabric was photographed at a magnification of 150 using a shape measuring laser microscope "VK-X200" manufactured by Keyence Corporation, and the single yarn diameter was measured at n = 60 from the image.
Furthermore, the uniformity of the fiber diameter was derived from the standard deviation of the obtained fiber diameter.
The evaluation results are also shown in Table 1.
複素粘性率η*(ω)の角周波数ω依存性と、MFRとの関係を図3に示す。実施例1~3および比較例1~3から、本発明の分岐状プロピレン系重合体は、低周波数側の複素粘性率と高周波数側の複素粘性率の比[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)]が、流動性見合いで大きくなっており、流動性と溶融強度とのバランスが改善され、ナノサイズの繊維径と、繊維径の高い均一性を両立し、糸切れしにくく成形しやすいプロピレン系重合体を提供することができることが分かる。 FIG. 3 shows the relationship between the angular frequency ω dependence of the complex viscosity η * (ω) and the MFR. From Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the branched propylene polymer of the present invention has a ratio [η * (0.1 rad/s ) / η * (100 rad/s)] is large in proportion to fluidity, the balance between fluidity and melt strength is improved, and both nano-sized fiber diameter and high uniformity of fiber diameter are achieved. It can be seen that it is possible to provide a propylene-based polymer that is resistant to thread breakage and is easy to mold.
Claims (5)
特性(1):温度230℃、2.16kg荷重で測定するメルトフローレート(MFR)が100g/10分より大きく、1000g/10分以下である。
特性(2):ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって得られる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)が2.0以上、4.0以下であり、かつz平均分子量(Mz)と重量平均分子量(Mw)との比(Mz/Mw)が1.5以上、4.0以下である。
特性(3):3D-GPCによって得られる分子量分布曲線において、絶対z平均分子量Mzabsにおける分岐指数g’(Mzabs)が0.70以上、0.95以下である。
特性(4):動的粘弾性測定における複素粘性率η*(ω)の角周波数ω依存性と、MFRとが下記の関係式(1)を満たす。
log[η*(0.1rad/s)/η*(100rad/s)] ≧ -0.19×log(MFR)+0.58 ・・・式(1)
(ここで、η*(0.1rad/s)はω=0.1rad/sの複素粘性率、η*(100rad/s)はω=100rad/sの複素粘性率である。) A branched propylene-based polymer having the following properties (1) to (4).
Characteristic (1): The melt flow rate (MFR) measured at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kg is greater than 100 g/10 minutes and not more than 1000 g/10 minutes.
Characteristic (2): The ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) obtained by gel permeation chromatography (GPC) is 2.0 or more and 4.0 or less, and The ratio (Mz/Mw) of the z-average molecular weight (Mz) to the weight-average molecular weight (Mw) is 1.5 or more and 4.0 or less.
Characteristic (3): In the molecular weight distribution curve obtained by 3D-GPC, the branching index g' (Mz abs ) at the absolute z-average molecular weight Mz abs is 0.70 or more and 0.95 or less.
Characteristic (4): The angular frequency ω dependence of complex viscosity η * (ω) in dynamic viscoelasticity measurement and MFR satisfy the following relational expression (1).
log[η * (0.1rad/s)/η * (100rad/s)]≧−0.19×log(MFR)+0.58 Equation (1)
(Here, η * (0.1 rad/s) is the complex viscosity at ω=0.1 rad/s, and η * (100 rad/s) is the complex viscosity at ω=100 rad/s.)
特性(5):GPCによって得られる積分分子量分布曲線において、分子量が100万以上の成分の割合(W1M)が0.10質量%以下である。 The branched propylene-based polymer according to claim 1, further having the following property (5).
Characteristic (5): In the integral molecular weight distribution curve obtained by GPC, the ratio (W 1M ) of components having a molecular weight of 1,000,000 or more is 0.10% by mass or less.
特性(6):示差走査熱量計(DSC)で測定する融点(Tm)が145℃以上である。 3. The branched propylene-based polymer according to claim 1, further having the following property (6).
Characteristic (6): Melting point (Tm) measured with a differential scanning calorimeter (DSC) is 145° C. or higher.
特性(7):13C-NMRで測定するプロピレン単位5連鎖のメソペンタッド分率(mmmm)が93%以上である。 The branched propylene-based polymer according to any one of claims 1 to 3, further having the following property (7).
Characteristic (7): The mesopentad fraction (mmmm) of 5 chains of propylene units measured by 13 C-NMR is 93% or more.
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