JP7278286B2 - 靭性が改善された多峰性エチレン系ポリマー組成物 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2017年12月26日に提出された米国仮特許出願第62/610,393号の優先権を主張するものであり、この米国仮特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
本開示の実施形態は、概して、エチレン系ポリマー組成物に関し、より具体的には、靭性および他の物理的特性の優れたバランスを有する多峰性エチレン系ポリマー組成物に関する。
インフレーションまたはキャストフィルムを含み得る単層および多層フィルムでは、フィルムが様々な異なる環境および条件において優れた物理的性能を有することは有益である。しかし、ポリマー樹脂が十分な靱性を有することを保証するために、多くの場合、靭性におけるトレードオフがある。
したがって、改善された物理的性能を有する多峰性エチレン系ポリマー組成物に対する継続的なニーズが存在している。本発明の多峰性エチレン系ポリマーは、これらのニーズを満たし、物理的性能(例えば、ダート強度や割線弾性係数)の優れたバランスを示す。
本開示の少なくとも1つの実施形態によれば、ポリマー組成物が提供される。組成物は、少なくとも1つの多峰性エチレン系ポリマーを含む。全体として、多峰性エチレン系ポリマーは、ASTM D792に従って測定したとき、0.900~0.940g/ccの密度と、2.16キログラム(kg)の荷重および摂氏190度(℃)の温度でASTM D1238に従って測定したとき、0.1~10g/10分のメルトインデックス(I)と、を有する。多峰性エチレン系ポリマーは、3つのエチレン系成分を含み、これらの成分は、エチレンモノマーと少なくとも1つのC~C12α-オレフィンコモノマーとの重合反応生成物である。
第1のエチレン系成分は、0.860~0.915g/ccの密度と、128,000g/mol~363,000g/molの重量平均分子量(Mw(GPC))と、を有する。多峰性エチレン系ポリマーは、少なくとも20重量%の第1のエチレン系成分を含み得る。第2のエチレン系成分は、第1のエチレン系成分の密度より大きく、かつ0.940g/cc未満の密度と、88,500g/mol~363,000g/molの重量平均分子量(Mw(GPC))と、を有する。第3のエチレン系成分は、第2のエチレン系成分の密度よりも大きい密度を有する。
最後に、他の実施形態によれば、上記のポリマー組成物を含む物品が提供される。
これらおよび他の実施形態は、以下の発明を実施するための形態でより詳細に説明される。
本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むと最も良く理解することができ、これらの図面では、同様の構造体が同様の参照番号で示される。
様々な本発明のおよび比較の単層フィルムの例についての1%割線弾性係数対ダートAを示すグラフ図である。 本発明のポリマー2および比較ポリマー6についての結晶化溶出分別(Crystallization Elution Fractionation、CEF)重量分率対温度を示すグラフ図である。 以下に記載する数値デコンボリューションプロセスについての初期パラメータを推定するために使用される、比較ポリマー7の並列短鎖分岐分布(Short Chain Branching Distribution、SCBD)溶出プロファイルおよび分子量分布(Molecular Weight Distribution、MWD)プロットを示す図である。 本発明のポリマー4についての内部IR5赤外線検出器(GPC-IR)を装備したGPCクロマトグラフによる検証を伴う、短鎖分岐分布(SCBD)溶出プロファイルと分子量分布(MWD)プロットとの組み合わせ反復を示す図である。
ここで、本出願の特定の実施形態について説明する。ただし、本開示は、異なる形態で具体化されてもよく、本開示に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が、徹底的かつ完全なものとなり、また主題の範囲を当業者に完全に伝えるように、提供される。
定義
「ポリマー」という用語は、同一または異なるタイプのモノマーにかかわらず、モノマーを重合することにより調製されるポリマー化合物を指す。したがって、ポリマーという総称は、1種類のみのモノマーから調製されたポリマーを指すために通常用いられる「ホモポリマー」という用語、ならびに2つ以上の異なるモノマーから調製されたポリマーを指す「コポリマー」を包含する。本明細書で使用される、「インターポリマー」という用語は、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合により調製されるポリマーを指す。したがって、インターポリマーという総称は、コポリマー、およびターポリマーなどの3種類以上の異なるモノマーから調製されたポリマーを含む。
本明細書で使用される場合、「多峰性」とは、異なる密度および重量平均分子量を有する少なくとも3つのポリマー副成分を有することを特徴とすることができ、任意選択で、異なるメルトインデックス値を有することもできる組成物を意味する。一実施形態では、多峰性は、分子量分布を示すゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography、GPC)クロマトグラムにおいて、少なくとも3つの明白なピークを有することによって定義され得る。別の実施形態では、多峰性は、短鎖分岐分布を示す結晶化溶出分別(CEF)クロマトグラムにおいて、少なくとも3つのはっきりと区別できるピークを有することによって定義され得る。多峰性は、3つのピークを有する樹脂および3つ以上のピークを有する樹脂を含む。
「三峰性ポリマー」という用語は、3つの主要成分:第1のエチレン系ポリマー成分、第2のエチレン系ポリマー成分、および第3のエチレン系ポリマー成分、を有する多峰性エチレン系ポリマーを意味する。
本明細書で使用される場合、「溶液重合反応器」は、溶液重合を実行する容器でありエチレンモノマーと少なくともC~C12αオレフィンコモノマーは、触媒を含有する非反応性溶媒中に溶解された後に共重合する。溶液重合プロセスでは、水素を利用することができるが、水素は、すべての溶液重合プロセスで必要とは限らない。
「ポリエチレン」または「エチレン系ポリマー」は、エチレンモノマー由来の50mol%超の単位を含むポリマーを意味するものとする。これには、エチレン系ポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー(単位が2つ以上のコモノマーに由来することを意味する)が含まれる。当該技術分野において既知のエチレン系ポリマーの一般的な形態としては、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度(ultra low density)ポリエチレン(ULDPE)、超低密度(very low density)ポリエチレン(VLDPE)、直鎖状低密度樹脂と実質的に直鎖状の低密度樹脂の両方を含むシングルサイト触媒直鎖状低密度ポリエチレン(m-LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、ならびに高密度ポリエチレン(HDPE)が挙げられる。
「エチレン系成分」、例えば、「第1のエチレン系成分」、「第2のエチレン系成分」、または「第3のエチレン系成分」は、多峰性または三峰性ポリマーの副成分を指し、各副成分は、エチレンモノマーおよびC~C12α-オレフィンコモノマーを含むエチレンインターポリマーである。
「LDPE」という用語は、「高圧エチレンポリマー」、または「高度分岐ポリエチレン」とも称され得、ポリマーが、過酸化物(例えば、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第4,599,392号を参照)などの、フリーラジカル開始剤を使用して、14,500psi(100MPa)超の圧力で、オートクレーブまたは管状反応器内で、部分的または完全にホモ重合または共重合されることを意味するものと定義される。
「LLDPE」という用語には、チーグラー・ナッタ触媒系を使用して作製された樹脂、ならびにビスメタロセン触媒(時折「m-LLDPE」と称される)、ホスフィンイミン、拘束幾何触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製された樹脂、およびビス(ビフェニルフェノキシ)触媒(多価アリールオキシエーテル触媒とも称される)が含まれるが、これに限定されないポストメタロセン分子触媒を使用して作製された樹脂が含まれる。LLDPEには、直鎖状、実質的に直鎖状、または不均一なエチレン系コポリマーまたはホモポリマーが含まれる。LLDPEには、LDPEよりも少ない長鎖分岐が含有され、米国特許第5,272,236号、米国特許第5,278,272号、米国特許第5,582,923号、および米国特許第5,733,155号でさらに定義される実質的に直鎖状のエチレンポリマーと、米国特許第3,645,992号におけるものなどの均一分岐直鎖状エチレンポリマー組成物と、米国特許第4,076,698号に開示されるプロセスに従って調製されたものなどの不均一分岐エチレンポリマーと、それらのブレンド(米国特許第3,914,342号または米国特許第5,854,045号に開示されるものなど)と、が含まれる。LLDPE樹脂は、当該技術分野において既知である任意のタイプの反応器または反応器構成を使用して、気相、溶液相、もしくはスラリー重合、またはそれらの任意の組み合わせによって作製され得る。
「多層構造」とは、2つ以上の層を有する任意の構造を意味する。例えば、多層構造(例えば、フィルム)は、2つ、3つ、4つ、5つ以上の層を有し得る。多層構造は、文字で示される層を有するとして説明され得る。例えば、コア層B、ならびに2つの外部層AおよびCを有する3層構造は、A/B/Cとして示され得る。同様に、2つのコア層BおよびC、ならびに2つの外部層AおよびDを有する構造は、A/B/C/Dとして示されるであろう。いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、最大で11個の層を含む。
次に、本開示のポリマー組成物の実施形態を詳細に参照すると、これらの組成物は、少なくとも1つの多峰性エチレン系ポリマーを含む。
前述のように、多峰性エチレン系ポリマーは、ASTM D792に従って測定された0.900~0.940g/ccの密度を有し得る。また、多峰性エチレン系ポリマーは、0.1~10g/10分のメルトインデックスを有し得る。さらなる実施形態では、エチレン系ポリマーは、0.910~0.940g/cc、または0.915~0.940g/ccの密度を有し得る。さらに、多峰性エチレン系ポリマーは、0.1~5.0g/10分、または0.3~2.0g/10分、または0.1~1.0g/10分、または0.5~1.0g/10分のメルトインデックスを有し得る。加えて、多峰性エチレン系ポリマーは、9~15のI10/I値を有し、ここで、I10は、ASTM D1238に従って、荷重10kgおよび温度190℃で測定される。さらなる実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、9~14のI10/Iを有する。
多峰性エチレン系ポリマーは、エチレンモノマーと少なくとも1つのC~C12αオレフィンコモノマーとの重合反応生成物(複数可)を含む。別の実施形態では、C~C12αオレフィンコモノマーは、より好ましくは3~8個の炭素原子を有し得る。例示的なα-オレフィンコモノマーには、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、および4-メチル-1-ペンテンが含まれるが、これらに限定されない。1つ以上のα-オレフィンコモノマーは、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から、または代替形態では、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテン、ならびにさらに1-ヘキセンおよび1-オクテンからなる群から選択され得る。
多峰性エチレン系ポリマーには、エチレンモノマーおよびC~C12αオレフィンコモノマーの様々な組み込みレベルが企図される。例えば、多峰性エチレン系ポリマーは、少なくとも50mol%のエチレンモノマー、または少なくとも60mol%のエチレンモノマー、または少なくとも70mol%のエチレンモノマー、または少なくとも80mol%のエチレンモノマー、または少なくとも90mol%のエチレンモノマーを含み得る。逆に、多峰性エチレン系ポリマーは、50mol%未満のC~C12αオレフィンコモノマーを含み得る。さらなる実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、1~40mol%のC~C12αオレフィンコモノマー、または1~30mol%のC~C12αオレフィンコモノマー、または1~20mol%のC~C12αオレフィンコモノマー、または1~10mol%のC~C12αオレフィンコモノマーを含み得る。
多峰性エチレン系ポリマーは、少なくとも3つのエチレン系成分を含み、これらの各成分は、エチレンモノマーと少なくとも1つのC~C12α-オレフィンコモノマーとの重合反応生成物である。
さらなる実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、少なくとも5、または少なくとも6、または少なくとも7のMWD(Mw(GPC)/Mn(GPC))を有し得る。さらなる実施形態では、MWDは、5~12、または6~10、または7~9である。
第1のエチレン系成分は、約0.860~0.915g/ccの密度と、少なくとも0.5mol%のC~C12コモノマー組み込みと、を有する。エチレン系成分(例えば、第1、第2、および第3のエチレン系成分)の密度は、以下の等式から計算される。別の実施形態では、第1のエチレン系成分は、0.865~0.910g/cc、または0.870~0.905g/cc、または0.877~0.905g/ccの密度を有する。さらに、いくつかの実施形態では、第1のエチレン系成分のメルトインデックス(I)は、0.01~0.2g/10分、または0.01~0.1g/10分である。
さらに、さらなる実施形態では、第1のエチレン系成分は、128,000~363,000g/mol、または150,000~360,000g/mol、または200,000~355,000g/mol、225,000~350,000g/molのMw(GPC)を有し得る。加えて、第1のエチレン系成分は、100,000~200,000g/mol、または100,000~175,000g/molのMn(GPC)を有し得る。他の実施形態では、第1のエチレン系成分は、2.0~2.5のMWD(Mw(GPC)/Mn(GPC))を有し得る。
第1のエチレン系成分には、C~C12αオレフィンコモノマー組み込みの様々な添加量が企図される。例えば、第1のエチレン系成分は、1~30mol%のC~C12αオレフィンコモノマー、または2~20mol%のC~C12αオレフィンコモノマーを有し得る。
第2のエチレン系成分は、第1のエチレン系成分の密度超~0.940g/cc未満の密度と、少なくとも0.5mol%のC~C12αオレフィンコモノマー組み込みと、を有する。いくつかの実施形態では、第2のエチレン系成分の密度は、0.880~0.930g/cc、または0.890~0.930g/cc、または0.895~0.925g/ccである。さらに、いくつかの実施形態では、第2のエチレン系成分のメルトインデックスは、0.01~2g/10分、または0.1~1.5g/10分、または0.2~1.0g/10分である。
さらに、さらなる実施形態では、第2のエチレン系成分は、88,000~363,000g/mol、100,000~200,000g/mol、または115,000~175,000g/molのMw(GPC)を有し得る。加えて、第2のエチレン系成分は、50,000~90,000g/mol、または55,000~80,000g/molのMn(GPC)を有し得る。他の実施形態では、第2のエチレン系成分は、2.0~2.5のMWD(M/M)を有し得る。
また、第2のエチレン系成分は、C~C12αオレフィンコモノマー組み込みの様々なレベルを有することが企図される。一実施形態では、第2のエチレン系成分は、第1のエチレン系成分よりも低いC~C12αオレフィンコモノマー組み込みを有し得る。例えば、第2のエチレン系成分は、0.5~40mol%のC~C12αオレフィンコモノマー、または1~35mol%のC~C12αオレフィンコモノマー、または2~25mol%のC~C12αオレフィンコモノマーを有し得る。
第3のエチレン系成分は、第2のエチレン系成分の密度よりも大きい密度、少なくとも2.0g/10分のメルトインデックス(I)を有する。さらなる実施形態では、第3のエチレン系成分は、2.0~5000g/10分、または10~1000g/10分、または20~750g/10分のメルトインデックス(I)を有する。いくつかの実施形態では、第3のエチレン系成分の密度は、0.935~0.965g/cc、または0.945~0.965g/cc、または0.950~0.965g/ccである。
さらに、さらなる実施形態では、第3のエチレン系成分は、88,500g/mol未満、または60,000g/mol未満のMw(GPC)を有し得る。さらなる実施形態では、第3のエチレン系成分は、10,000~60,000g/mol、または15,000~50,000g/molのMを有し得る。さらなる実施形態では、第3のエチレン系成分は、4,000~20,000g/mol、または4,500~15,000g/molのMn(GPC)を有し得る。他の実施形態では、第3のエチレン系成分は、少なくとも2.0、または2.5~6.0、または3.0~4.5のMWD(Mw(GPC)/Mn(GPC))を有し得る。
多峰性エチレン系ポリマー中の各成分の量は、用途または使用に基づいて調整され得る。例えば、低温用途(例えば0℃未満)と、多峰性エチレン系ポリマーがより高温(例えば、40℃超の温度)にさらされる用途とでは、特性のバランスが異なることが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、20~40重量%の第1のエチレン系成分、または20~35重量%の第1のエチレン系成分を含む。加えて、いくつかの実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、10~40重量%の第2のエチレン系成分、または15~35重量%の第2のエチレン系成分を含む。さらに、いくつかの実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、25~60重量%の第3のエチレン系成分、または35~60重量%の第3のエチレン系成分を含む。
さらなる実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、23%超の結晶化溶出分別(CEF)重量分率、および20℃~T臨界(T)の温度範囲で100,000g/mol超の重量平均分子量(Mw(CEF))を有する。理論に束縛されるものではないが、この温度範囲内のCEF重量分率とMw(CEF)とのこの組み合わせは、より低密度の第1のエチレン系成分の存在がより大きいことを示し得る。さらなる実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、21重量%超のCEF重量分率および20℃~T臨界(T)の温度範囲で125,000g/mol超のM、または22重量%超のおよび20℃~T臨界(T)の温度範囲で150,000g/mol超のMを有し得る。
様々な重合プロセスの実施形態が、多峰性エチレン系ポリマーを生成するために適していると考えられる。1つ以上の実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、二重反応器システムにおける溶液重合プロセスを通して生成される。これらの二重溶液重合反応器は、従来の反応器、例えば、ループ反応器、等温反応器、断熱反応器、ならびに並列、直列、およびこれらの任意の組み合わせの連続撹拌槽反応器であり得る。一実施形態では、多峰性エチレン系ポリマーは、直列構成の2つのループ反応器内で生成され得、第1の溶液重合反応器温度は、115~200℃、例えば135~165℃の範囲にあり、第2の溶液重合反応器温度は、150~215℃、例えば185~202℃の範囲にある。溶液重合プロセスでは、エチレンモノマー、1つ以上のC~C12αオレフィンコモノマー、溶媒、1つ以上の触媒系、および任意選択で水素は、二重溶液重合反応器(すなわち、第1および第2の溶液重合反応器)に連続的に供給され得る。
様々な触媒が好適であると考えられる。これらの触媒については、チーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒、メタロセン触媒、ポストメタロセン触媒、拘束幾何錯体(CGC)触媒、ホスフィンイミン触媒、またはビス(ビフェニルフェノキシ)触媒が挙げられるが、これらに限定されない。CGC触媒の詳細および例は、米国特許第5,272,236号、第5,278,272号、第6,812,289号、および国際公開第93/08221号において提供され、これら全て、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。ビス(ビフェニルフェノキシ)触媒の詳細および例は、米国特許第6,869,904号、第7,030,256号、第8,101,696号、第8,058,373号、第9,029,487号において提供され、これら全て、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。溶液重合反応器内で利用される触媒は、第1のエチレン系成分、第2のエチレン系成分、および第3のエチレン系成分に異なる特性を付与するために変化し得る。例えば、溶液重合反応器内で異なる触媒を使用して、第1、第2、および第3のエチレン系成分の密度、メルトインデックス、コモノマー組み込みなどを変化させることが企図される。理論に束縛されるものではないが、第1、第2、および第3のエチレン系成分についてのこれらのパラメータを変化させると、多峰性エチレン系ポリマーが靱性と加工性との望ましい組み合わせを有することが可能になり得る。
1つ以上の実施形態では、第1の溶液重合反応器、第2の溶液重合反応器、またはその両方は、2つの触媒を含み得る。特定の実施形態では、第1の溶液重合反応器は2つの触媒を含み得、第1の溶液重合反応器の下流にある第2の溶液重合反応器は1つの触媒を含む。第1の溶液重合反応器の2つの触媒は均一触媒であるのに対して、第2の溶液重合反応器の触媒は均一触媒、不均一触媒、またはその両方を含むことができる。均一で、シングルサイトと称されることが多い触媒は、通常、個別の分子構造を有する有機金属化合物であり、インターポリマーが作製される場合に、狭い分子量分布および狭い組成分布を有するポリマーを作成するために使用される。均一触媒は、溶液プロセスで溶解されるか、またはスラリーまたは気相などの粒子形成プロセスで使用するために担持され得る。不均一触媒は、個別の化合物ではなく、むしろ、金属化合物と前駆体との反応混合物を得て、錯体を形成し、この錯体が、粒子のいくつかの形態上に複数の活性サイトを有する。通常、不均一触媒を介して生成されたポリマーは、より広い分子量分布を示し、インターポリマーの場合には、均一触媒よりも広い組成分布を示す。例示的な実施形態では、第1の反応器内の触媒は、第1の反応器環境内で異なった反応性比を有する別の均一触媒であり得る。
ビス(ビフェニルフェノキシ)触媒は、均一触媒の一例である。均一触媒の他の例としては、拘束幾何触媒が挙げられる。不均一触媒の例としては、溶液プロセスの高い重合温度で特に有用であるチーグラー・ナッタ触媒が挙げられ得る。そのようなチーグラー・ナッタ触媒の例は、有機マグネシウム化合物、ハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アルミニウム、または塩化水素、および遷移金属化合物から誘導されたものである。そのような触媒の例は、米国特許第4,314,912号(Lowery Jr.ら)、第4,547,475号(Glassら)、および第4,612,300号(Coleman,III)に記載されており、これらの教示は参照により本明細書に組み入れられている。
特に好適な有機マグネシウム化合物としては、例えば、マグネシウムジアルキルおよびマグネシウムジアリールなどの炭化水素可溶性ジヒドロカルビルマグネシウムが挙げられる。例示的な好適なマグネシウムジアルキルとしては、特に、n-ブチル-secブチルマグネシウム、ジイソプロピルマグネシウム、ジ-n-ヘキシルマグネシウム、イソプロピル-n-ブチル-マグネシウム、エチル-n-ヘキシルマグネシウム、エチル-n-ブチルマグネシウム、ジ-n-オクチルマグネシウムなどが挙げられ、アルキルが1~20個の炭素原子を有する。例示的な好適なマグネシウムジアリールとしては、ジフェニルマグネシウム、ジベンジルマグネシウム、およびジトリルマグネシウムが挙げられる。好適な有機マグネシウム化合物としては、アルキルおよびアリールマグネシウムアルコキシドならびにアリールオキシド、ならびにアリールおよびアルキルマグネシウムハロゲン化物が挙げられ、ハロゲンを含まない有機マグネシウム化合物がより望ましい。
ビス(ビフェニルフェノキシ)触媒は、ビス(ビフェニルフェノキシ)プロ触媒、共触媒、およびさらなる任意成分を含む多成分触媒系である。ビス(ビフェニルフェノキシ)プロ触媒は、式(I)による金属-配位子錯体を含み得る。
Figure 0007278286000001
式(I)では、Mは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムから選択される金属であり、この金属は、+2、+3、または+4の形式酸化状態にあり、nは0、1、または2であり、nが1であるとき、Xは、単座配位子または二座配位子であり、nが2であるとき、各Xは、単座配位子であり、同じかまたは異なり、金属-配位子錯体は、全体的に電荷中性であり、Oは、O(酸素原子)であり、各Zは、-O-、-S-、-N(R)-、または-P(R)-から独立して選択され、Lは、(C~C40)ヒドロカルビレンまたは(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンであり、ここで、(C~C40)ヒドロカルビレンは式(I)の2つのZ基を連結している1個の炭素原子~10個の炭素原子のリンカー骨格(Lが結合している)を含む部分を有するか、または(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンは、式(I)の2つのZ基を連結する1個の原子~10個の原子のリンカー骨格を含む部分を有し、ここで、(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンの1個の原子~10個の原子のリンカー骨格の1~10個の原子の各々は、独立して炭素原子またはヘテロ原子であり、ここで、各ヘテロ原子は、独立してO、S、S(O)、S(O)2、Si(R)2、Ge(R)2、P(R)、またはN(R)であり、ここで、独立して、各Rは、(C1~C30)ヒドロカルビルまたは(C~C30)ヘテロヒドロカルビルであり、RおよびRは、独立して(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-、ハロゲン、および式(II)、式(III)、または式(IV)を有するラジカルからなる群から選択される。
Figure 0007278286000002
式(II)、(III)、および(IV)では、R31~35、R41~48、またはR51~59の各々は、独立して(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-、ハロゲン、または-Hから選択され、提供されたRまたはRのうちの少なくとも1つが、式(II)、式(III)、または式(IV)を有するラジカルである。
式(I)では、R2~4、R5~7、またはR9~16の各々は、独立して(C~C40)ヒドロカルビル、(C~C40)ヘテロヒドロカルビル、-Si(R、-Ge(R、-P(R、-N(R、-OR、-SR、-NO、-CN、-CF、RS(O)-、RS(O)-、(RC=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(RNC(O)-、ハロゲン、および-Hから選択される。
そこで、触媒系の具体的な実施形態を説明する。本開示の触媒系は、異なる形態で実施されてもよく、本開示に記載される特定の実施形態に限定されると解釈されるべきではないことを理解されたい。むしろ、実施形態は、本開示が、徹底的かつ完全となり、また主題の範囲を当業者に完全に伝えるように、提供される。
「独立的に選択される」という用語は、R、R、R、R、およびRなどのR基が、同一であっても異なっていてもよいこと(例えば、R、R、R、R、およびRは、全てが置換アルキルであってもよく、またはRおよびRは、置換アルキルであってもよく、Rは、アリールであってもよい、など)を示すために本明細書で使用される。単数形の使用には、複数形の使用が含まれ、またその逆も同様である(例えば、ヘキサン溶媒は、ヘキサンを含む)。命名されたR基は、一般に、当該技術分野においてその名称を有するR基に対応すると認識されている構造を有するであろう。これらの定義は、当業者に既知の定義を補足し、例示することを意図したものであり、排除するものではない。
「プロ触媒」という用語は、活性化剤と組み合わせたときに触媒活性を有する化合物を指す。「活性化剤」という用語は、プロ触媒を触媒的に活性な触媒に転換するようにプロ触媒と化学的に反応する化合物を指す。本明細書で使用される場合、「共触媒」および「活性剤」という用語は、交換可能な用語である。
ある特定の炭素原子含有化学基を記載するために使用される場合、「(C-C)」の形態を有する括弧付きの表現は、化学基の非置換形態がxおよびyを含めてx個の炭素原子からy個の炭素原子までを有することを意味する。例えば、(C~C40)アルキルは、その非置換形態において1~40個の炭素原子を有するアルキル基である。いくつかの実施形態および一般構造において、ある特定の化学基は、Rなどの1つ以上の置換基によって置換してもよい。括弧付きの「(C~C)」を使用して定義される、化学基のR置換バージョンは、任意の基Rの同一性に応じてy個超の炭素原子を含有し得る。例えば、「Rがフェニル(-C)である厳密に1つの基Rで置換された(C~C40)アルキル」は、7~46個の炭素原子を含有し得る。したがって、一般に、括弧付きの「(C-C)」を使用して定義される化学基が1つ以上の炭素原子含有置換基Rによって置換されるとき、化学基の炭素原子の最小および最大合計数は、xとyとの両方に、すべての炭素原子含有置換基R由来の炭素原子の合計数を加えることによって、決定される。
いくつかの実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体の化学基(例えば、X、R、など)の各々は、R置換基を有しない非置換であり得る。他の実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体の化学基のうちの少なくとも1つは独立して、1つまたは2つ以上のRを含有し得る。いくつかの実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体の化学基中のRの合計は、20個を超えない。いくつかの実施形態では、化学基中のRの合計は、10個を超えない。例えば、各R1~5が2つのRで置換された場合、XおよびZをRで置換することはできない。別の実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体の化学基中のRの合計は、5つのRを超えない場合がある。2つまたは3つ以上のRが式(I)の金属-配位子錯体の同じ化学基に結合している場合、各Rは独立して、同一もしくは異なる炭素原子またはヘテロ原子に結合しており、化学基の過置換を含み得る。
「置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した少なくとも1個の水素原子(-H)が置換基(例えばR)によって置き換えられることを意味する。「過置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合したすべての水素原子(H)が置換基(例えばR)によって置き換えられることを意味する。「多置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した、少なくとも2個の、ただし、すべてよりは少ない水素原子が置換基によって置き換えられることを意味する。
「-H」という用語は、別の原子に共有結合している水素または水素ラジカルを意味する。「水素」および「-H」は、交換可能であり、明記されていない限り、同一の意味を有する。
「(C~C40)ヒドロカルビル」という用語は、1~40個の炭素原子を有する炭化水素ラジカルを意味し、「(C~C40)ヒドロカルビレン」という用語は、1~40個の炭素原子を有する炭化水素ジラジカルを意味し、ここで、各炭化水素ラジカルおよび各炭化水素ジラジカルは、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(3個以上の炭素原子からなる、単環式および多環式、縮合および非縮合の、二環式を含む多環式)または非環式であり、かつ、各炭化水素は1つ以上のRによって置換されているか、または置換されていない。
本開示では、(C~C40)ヒドロカルビルは、非置換もしくは置換の(C~C40)アルキル、(C~C40)シクロアルキル、(C~C20)シクロアルキル-(C~C20)アルキレン、(C~C40)アリール、または(C~C20)アリール-(C~C20)アルキレンであり得る。さらなる実施形態では、上記の(C~C40)ヒドロカルビル基の各々は、最大20個の炭素原子(すなわち、(C~C20)ヒドロカルビル)、他の実施形態では、最大12個の炭素原子を有する。
「(C~C40)アルキル」および「(C~C18)アルキル」という用語は、それぞれ、1~40個の炭素原子または1~18個の炭素原子の飽和直鎖または分岐炭化水素ラジカルを意味し、ラジカルは、非置換であるかまたは1つ以上のRにより置換されている。非置換(C~C40)アルキルの例は、非置換(C~C20)アルキル、非置換(C~C10)アルキル、非置換(C~C)アルキル、メチル、エチル、1-プロピル、2-プロピル、1-ブチル、2-ブチル、2-メチルプロピル、1,1-ジメチルエチル、1-ペンチル、1-ヘキシル、1-ヘプチル、1-ノニル、および1-デシルである。置換(C-C40)アルキルの例は、置換(C-C20)アルキル、置換(C-C10)アルキル、トリフルオロメチル、および[C45]アルキルである。「[C45]アルキル」(角括弧付き)という用語は、置換基を含むラジカル中に最大45個の炭素原子が存在することを意味し、例えば、それぞれ、(C~C)アルキルである1つのRによって置換された(C27~C40)アルキルである。各(C-C)アルキルは、メチル、トリフルオロメチル、エチル、1-プロピル、1-メチルエチル、または1,1-ジメチルエチルであることができる。
「(C~C40)アリール」という用語は、6~40個の炭素原子の非置換または置換(1つ以上のRによる)単環式、二環式、または三環式芳香族炭化水素ラジカルを意味し、そのうち少なくとも6~14個の炭素原子は、芳香環炭素原子であり、単環式、二環、または三環式ラジカルは、それぞれ1個、2個、または3個の環を含み、1個の環は、芳香族であり、2個または3個の環は、独立して縮合または非縮合であり、2個または3個の環のうちの少なくとも1つは、芳香族である。非置換(C~C40)アリールの例は、非置換(C~C20)アリール、非置換(C~C18)アリール、2-(C~C)アルキル-フェニル、2,4-ビス(C~C)アルキル-フェニル、フェニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニル、インダセニル、ヘキサヒドロインダセニル、インデニル、ジヒドロインデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、およびフェナントレンである。置換(C~C40)アリールの例は、置換(C~C20)アリール、置換(C~C18)アリール、2,4-ビス[(C20)アルキル]-フェニル、ポリフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、フルオレン-9-オン-1-イルである。
「(C~C40)シクロアルキル」という用語は、非置換であるかまたは1つ以上のRで置換されている、3~40個の炭素原子の飽和環式炭化水素ラジカルを意味する。他のシクロアルキル基(例えば(C~C)シクロアルキル)は、x~y個の炭素原子を有し、非置換であるか、または1つ以上のRで置換されているかのいずれかであると同様な様式で定義される。非置換(C-C40)シクロアルキルの例は、非置換(C-C20)シクロアルキル、非置換(C-C10)シクロアルキル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、およびシクロデシルである。置換(C-C40)シクロアルキルの例は、置換(C-C20)シクロアルキル、置換(C-C10)シクロアルキル、シクロペンタノン-2-イル、および1-フルオロシクロヘキシルである。
(C~C40)ヒドロカルビレンの例としては、非置換または置換の(C~C40)アリーレン、(C~C40)シクロアルキレン、および(C~C40)アルキレン(例えば(C~C20)アルキレン)が挙げられる。いくつかの実施形態では、ジラジカルは、同一の炭素原子(例えば、-CH-)であるかまたは隣接する炭素原子上(すなわち、1,2-ジラジカル)にあるか、または1個、2個、または3個以上の介在する炭素原子によって離間されている(例えば、それぞれ1,3-ジラジカル、1,4-ジラジカルなど)。一部のジラジカルには、α,ω-ジラジカルが含まれる。α,ω-ジラジカルは、ラジカル炭素間に最大の炭素骨格間隔を有するジラジカルである。(C~C20)アルキレンα,ω-ジラジカルのいくつかの例としては、エタン-1,2-ジイル(すなわち-CHCH)、プロパン-1,3-ジイル(すなわち-CHCHCH-)、2-メチルプロパン-1,3-ジイル(すなわち-CHCH(CH)CH-)が挙げられる。(C~C40)アリーレンα,ω-ジラジカルのいくつかの例としては、フェニル-1,4-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル、またはナフタレン-3,7-ジイルが挙げられる。
「(C~C40)アルキレン」という用語は、非置換または1つ以上のRで置換された炭素数1~40の飽和直鎖または分岐鎖のジラジカル(即ち、ラジカルが環原子ではない)を意味する。非置換(C~C40)アルキレンの例は、非置換(C~C20)アルキレンであり、非置換-CHCH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-(CH-、-CHC*HCH、および-(CHC*(H)CHを含み、「C*」は、水素原子が、第二級もしくは第三級アルキルラジカルを形成するために除去される炭素原子を表す。置換(C~C40)アルキレンの例は、置換(C~C20)アルキレン、-CF-、-C(O)-、および-(CH14C(CH(CH-(即ち、6,6-ジメチル置換ノルマル-1,20-エイコシレン)である。上記のように、2つのRは一緒になって、(C~C18)アルキレンを形成することができ、置換(C~C40)アルキレンの例としては、1,2-ビス(メチレン)シクロペンタン、1,2-ビス(メチレン)シクロヘキサン、2,3-ビス(メチレン)-7,7-ジメチル-ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、および2,3-ビス(メチレン)ビシクロ[2.2.2]オクタンが挙げられる。
「(C~C40)シクロアルキレン」という用語は、非置換であるか、または1つ以上のRで置換されている、3~40個の炭素原子の環式ジラジカル(即ち、ラジカルが環原子上にある)を意味する。
「ヘテロ原子」という用語は、水素または炭素以外の原子を指す。1個または2個以上のヘテロ原子を含有する基の例としては、O、S、S(O)、S(O)、Si(R、P(R)、N(R)、-N=C(R、-Ge(R-、または-Si(R)-が挙げられ、各Rおよび各Rは、非置換(C-C18)ヒドロカルビルまたは-Hであり、各Rは非置換(C-C18)ヒドロカルビルである。「ヘテロ炭化水素」という用語は、1個以上の炭素原子がヘテロ原子で置換されている分子または分子骨格を指す。「(C~C40)ヘテロヒドロカルビル」という用語は、1~40個の炭素原子を有するヘテロ炭化水素ラジカルを意味し、「(C~C40)ヘテロヒドロカルビレン」という用語は、1~40個の炭素原子を有するヘテロ炭化水素ジラジカルを意味し、各ヘテロ炭化水素は、1つ以上のヘテロ原子を有する。ヘテロヒドロカルビルのラジカルは、炭素原子またはヘテロ原子上に存在し、ヘテロヒドロカルビルのジラジカルは、(1)1つまたは2つの炭素原子、(2)1つまたは2つのヘテロ原子、または(3)炭素原子とヘテロ原子上に存在し得る。(C~C40)ヘテロヒドロカルビルおよび(C~C40)ヘテロヒドロカルビレンは各々、非置換または(1つ以上のRによって)置換、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式(単環式および多環式、縮合および非縮合多環式を含む)または非環式であってもよい。
(C~C40)ヘテロヒドロカルビルは、非置換であってもよく、または置換されてもよい。(C~C40)ヘテロヒドロカルビルの非限定的な例としては、(C~C40)ヘテロアルキル、(C~C40)ヒドロカルビル-O-、(C~C40)ヒドロカルビル-S-、(C~C40)ヒドロカルビル-S(O)-、(C~C40)ヒドロカルビル-S(O)-、(C~C40)ヒドロカルビル-Si(R-、(C~C40)ヒドロカルビル-N(R)-、(C~C40)ヒドロカルビル-P(R)-、(C~C40)ヘテロシクロアルキル、(C~C19)ヘテロシクロアルキル-(C~C20)アルキレン、(C~C20)シクロアルキル-(C~C19)ヘテロアルキレン、(C~C19)ヘテロシクロアルキル-(C~C20)ヘテロアルキレン、(C~C50)ヘテロアリール、(C~C19)ヘテロアリール-(C~C20)アルキレン、(C~C20)アリール-(C~C19)ヘテロアルキレン、または(C~C19)ヘテロアリール-(C~C20)ヘテロアルキレンが挙げられる。
「(C~C40)ヘテロアリール」という用語は、4~40個の総炭素原子および1~10個のヘテロ原子を有する非置換または置換(1つ以上のRによる)単環式、二環式、または三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルを意味し、単環式、二環式、または三環式のラジカルは、それぞれ1個、2個、または3個の環を含み、2個または3個の環は、独立して縮合または非縮合であり、2個または3個の環のうちの少なくとも1つは、ヘテロ芳香族である。他のヘテロアリール基(例えば、(C~C12)ヘテロアリールなどの一般的な(C~C)ヘテロアリール)は、x~y個の炭素原子(1~12個の炭素原子など)を有し、かつ非置換または1つまたは2つ以上のRで置換されているものと類似した様式で定義される。単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、5員環または6員環である。5員環は、5マイナスh個の炭素原子を有し、ここで、hは、ヘテロ原子数であり、1、2、または3であり得、各ヘテロ原子は、O、S、N、またはPであり得る。5員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例は、ピロール-1-イル、ピロール-2-イル、フラン-3-イル、チオフェン-2-イル、ピラゾール-1-イル、イソキサゾール-2-イル、イソチアゾール-5-イル、イミダゾール-2-イル、オキサゾール-4-イル、チアゾール-2-イル、1,2,4-トリアゾール-1-イル、1,3,4-オキサジアゾール-2-イル、1,3,4-チアジアゾール-2-イル、テトラゾール-1-イル、テトラゾール-2-イル、およびテトラゾール-5-イルである。6員環は、6マイナスh個の炭素原子を有し、ここで、hは、ヘテロ原子数であり、1または2であり得、ヘテロ原子は、NまたはPであり得る。6員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例は、ピリジン-2-イル、ピリミジン-2-イル、およびピラジン-2-イルである。二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、縮合5,6-または6,6-環系であり得る。縮合5,6-環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、インドール-1-イル、およびベンズイミダゾール-1-イルが挙げられる。縮合6,6-環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、キノリン-2-イル、およびイソキノリン-1-イルが挙げられる。三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは縮合5,6,5-、5,6,6-、6,5,6-、または6,6,6-環系であり得る。縮合5,6,5-環系の例としては、1,7-ジヒドロピロロ[3,2-f]インドール-1-イルが挙げられる。縮合5,6,6-環系の例としては、1H-ベンゾ[f]インドール-1-イルが挙げられる。縮合6,5,6-環系の例は、9H-カルバゾール-9-イルである。縮合6,6,6-環系の例としては、アクリジン-9-イルである。
前述のヘテロアルキルは、(C~C40)の炭素原子またはそれ以下の炭素原子および1個以上のヘテロ原子を含有する飽和直鎖または分岐鎖ラジカルであり得る。同様に、ヘテロアルキレンは、1~50個の炭素原子および1個または2個以上のヘテロ原子を含む飽和直鎖または分岐鎖ジラジカルであってもよい。上記で定義したように、ヘテロ原子としては、Si(R、Ge(R、Si(R、Ge(R、P(R、P(R)、N(R、N(R)、N、O、OR、S、SR、S(O)、およびS(O)が挙げられ得、ヘテロアルキルおよびヘテロアルキレンの各々は、非置換または1つ以上のRによって置換されている。
非置換(C~C40)ヘテロシクロアルキルの例としては、非置換(C~C20)ヘテロシクロアルキル、非置換(C~C10)ヘテロシクロアルキル、アジリジン-1-イル、オキセタン-2-イル、テトラヒドロフラン-3-イル、ピロリジン-1-イル、テトラヒドロチオフェン-S,S-ジオキシド-2-イル、モルホリン-4-イル、1,4-ジオキサン-2-イル、ヘキサヒドロアゼピン-4-イル、3-オキサ-シクロオクチル、5-チオ-シクロノニル、および2-アザ-シクロデシルが挙げられる。
「ハロゲン原子」または「ハロゲン」という用語は、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)、またはヨウ素原子(I)のラジカルを意味する。「ハロゲン化物」という用語は、フッ化物(F)、塩化物(Cl)、臭化物(Br)、またはヨウ化物(I)のハロゲン原子のアニオン形態を意味する。
「飽和」という用語は、炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、ならびに(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、および炭素-ケイ素二重結合を欠くことを意味する。飽和化学基が1つ以上の置換基Rで置換されている場合、1つ以上の二重および/または三重結合は、任意選択で、置換基R中に存在してもしなくてもよい。「不飽和」という用語は、1つ以上の炭素-炭素二重結合、炭素-炭素三重結合、および(ヘテロ原子含有基において)炭素-窒素、炭素-リン、および炭素-ケイ素二重結合を含有すること、存在する場合、R置換基中に存在し得るか、または存在する場合、(ヘテロ)芳香族環中に存在し得る任意のそのような二重結合を含まないことを意味する。
いくつかの実施形態では、式(I)の金属-配位子錯体を含む触媒系は、オレフィン重合反応の金属系触媒を活性化するための当該技術分野において既知の任意の技術によって触媒的に活性にされ得る。例えば、式(I)の金属-配位子錯体を含むものは、錯体を活性化共触媒と接触させるか、または錯体を活性化共触媒と組み合わせることによって、触媒的に活性にされ得る。本明細書に使用するのに好適な活性化共触媒として、アルキルアルミニウム、ポリマーまたはオリゴマーアルモキサン(アルミノキサンとしても知られる)、中性ルイス酸、および非ポリマー性、非配位性のイオン形成化合物が挙げられる(酸化条件下でのそのような化合物の使用を含む)。好適な活性化技術は、バルク電気分解である。前述の活性化共触媒および技術のうちの1つ以上の組み合わせもまた企図される。「アルキルアルミニウム」という用語は、モノアルキルアルミニウムジヒドリドもしくはモノアルキルアルミニウムジハライド、ジアルキルアルミニウムヒドリドもしくはジアルキルアルミニウムハライド、またはトリアルキルアルミニウムを意味する。ポリマーアルモキサンまたはオリゴマーアルモキサンの例としては、メチルアルモキサン、トリイソブチルアルミニウム修飾メチルアルモキサン、およびイソブチルアルモキサンが挙げられる。
ルイス酸活性剤(共触媒)は、本明細書に記載するように、1~3個の(C~C20)ヒドロカルビル置換基を含有する第13族金属化合物を含む。一実施形態では、第13族金属化合物は、トリ((C~C20)ヒドロカルビル)置換アルミニウムまたはトリ((C~C20)ヒドロカルビル)-ホウ素化合物である。他の実施形態では、第13族金属化合物は、トリ(ヒドロカルビル)置換アルミニウム、トリ(ヒドロカルビル)-ホウ素化合物、トリ((C~C10)アルキル)アルミニウム、トリ((C~C18)アリール)ホウ素化合物、およびそれらのハロゲン化(過ハロゲン化を含む)誘導体である。さらなる実施形態では、第13族金属化合物は、トリス(フルオロ置換フェニル)ボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである。いくつかの実施形態では、活性化共触媒は、テトラキス((C~C20)ヒドロカルビルボレート(例えば、トリチルテトラフルオロボレート)またはトリ((C~C20)ヒドロカルビル)アンモニウムテトラ((C~C20)ヒドロカルビル)ボラン(例えば、ビス(オクタデシル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)である。本明細書で使用される場合、「アンモニウム」という用語は、((C~C20)ヒドロカルビル)、((C~C20)ヒドロカルビル)N(H)、((C~C20)ヒドロカルビル)N(H) 、(C~C20)ヒドロカルビルN(H) 、またはN(H) である窒素カチオンを意味し、各(C~C20)ヒドロカルビルは、2つ以上存在する場合、同じであっても、異なっていてもよい。
中性ルイス酸活性剤(共触媒)の組み合わせとしては、トリ((C~C)アルキル)アルミニウムとハロゲン化トリ((C~C18)アリール)ホウ素化合物、とりわけ、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとの組み合わせを含む混合物が挙げられる。他の実施形態は、そのような中性ルイス酸混合物とポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせ、および単一の中性ルイス酸、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせである。(金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)[例えば(第4族金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)]のモルの数の比は、1:1:1~1:10:30であり、他の実施形態では1:1:1.5~1:5:10である。
式(I)の金属-配位子錯体を含む触媒系を活性化して、1つ以上の共触媒、例えば、カチオン形成共触媒、強ルイス酸、またはそれらの組み合わせを組み合わせることによって、活性触媒組成物を形成することができる。好適な活性化共触媒としては、ポリマーまたはオリゴマーのアルミノキサン、特にメチルアルミノキサン、ならびに不活性で相溶性のある非配位イオン形成化合物が挙げられる。例示的な好適な共触媒としては、変性メチルアルミノキサン(MMAO)、ビス(水素化タローアルキル)メチルテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(1)アミン、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、前述の活性化共触媒のうちの1つ以上は、互いに組み合わせて使用される。特に好ましい組み合わせは、トリ((C~C)ヒドロカルビル)アルミニウム、トリ((C~C)ヒドロカルビル)ボラン、またはホウ酸アンモニウムとオリゴマーもしくはポリマーアルモキサン化合物との混合物である。式(I)の1つ以上の金属-配位子錯体の総モル数と1つ以上の活性化共触媒の総モル数との比は、1:10,000~100:1である。いくつかの実施形態では、この比は、少なくとも1:5000であり、他のいくつかの実施形態では少なくとも1:1000、および10:1以下であり、さらにいくつかの他の実施形態では、1:1以下である。アルモキサンを単独で活性化共触媒として使用するとき、好ましくは、用いられるアルモキサンのモル数は、式(I)の金属-配位子錯体のモル数の少なくとも100倍である。トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランを単独で活性化共触媒として使用するとき、他のいくつかの実施形態では、式(I)の1つ以上の金属-配位子錯体の総モル数に対して用いられるトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランのモル数を、0.5:1~10:1、1:1~6:1、または1:1~5:1とする。残りの活性化共触媒は、一般に、式(I)の1つ以上の金属-配位子錯体の総モル量に等しいおよそのモル量で用いられる。
様々な溶媒、例えば芳香族およびパラフィン溶媒が企図される。例示的な溶媒としては、イソパラフィンが挙げられるが、それに限定されない。例えば、そのようなイソパラフィン溶媒は、ExxonMobil ChemicalからISOPAR Eの名称で市販されている。
反応性比は、エチレンと重合プロセスにおける重合触媒を有するC~C12αオレフィンとの間の重合速度(すなわち、選択性)で得られた差によって決定される。重合触媒に対する立体相互作用は、C~C12αオレフィンなどのαオレフィンよりも選択的に、エチレンの重合をもたらす(すなわち、触媒は、αオレフィンの存在下で、優先的にエチレンを重合する)と考えられている。再度、理論に束縛されるものではないが、そのような立体相互作用は、式(I)の金属-配位子錯体によって、またはそれから調製された均一触媒に、触媒によってα-オレフィンがそうすることが可能となるよりも、エチレンがMに実質的により容易に接近することを可能にする高次構造を取るか、またはより容易に反応性高次構造を取るか、またはその両方であると考えられている。
挿入された最後のモノマーの属性が後続のモノマーの挿入速度を決定付けるランダムコポリマーには、末端共重合モデルが用いられる。このモデルでは、このタイプの挿入反応:
Figure 0007278286000003
式中、C*は触媒を表し、MはモノマーIを表し、kijは以下の速度式を有する速度定数である。
Figure 0007278286000004
反応媒体中のコモノマーのモル分率(i=2)は、次の等式によって定義される。
Figure 0007278286000005
George Odian,Principles of Polymerization,Second Edition,John Wiley and Sons,1970に開示されているように、コモノマー組成の簡単な等式を次のように導出すことができる。
Figure 0007278286000006
この等式から、ポリマー中のコモノマーのモル分率は、反応媒体中のコモノマーのモル分率、および挿入速度定数に関して次のように定義された2つの温度依存反応性比にのみ依存する。
Figure 0007278286000007
このモデルでも、ポリマー組成は、反応器内の温度依存反応性比およびコモノマーモル分率のみの関数である。逆になったコモノマーまたはモノマーの挿入が発生し得る場合、または2つを超えるモノマーの共重合の場合にも同じことが言える。
前述のモデルで使用するための反応性比は、周知の理論手法を使用して予測するか、または実際の重合データから経験的に導出され得る。好適な理論手法は、例えば、B. G. Kyle, Chemical and Process Thermodynamics,Third Addition,Prentice-Hall, 1999 and in Redlich-Kwong-Soave (RKS) Equation of State,Chemical Engineering Science, 1972,pp 1197-1203に開示されている。市販のソフトウェアプログラムを使用して、経験的に導出されたデータからの反応性比の導出を支援してもよい。そのようなソフトウェアの一例は、Aspen Technology,Inc.,Ten Canal Park,Cambridge,MA 02141-2201 USAからのAspen Plusである。
上記のように、多峰性エチレン系ポリマーおよび任意選択のLDPEを含む本発明の組成物の実施形態は、フィルムに組み込まれ得る。これらのフィルムは、インフレーションフィルムまたはキャストフィルムプロセスによって生成された単層または多層フィルムであり得る。これらのフィルムは、例えば、食品包装、工業用および消費者用包装材料、建設用フィルム、発泡フィルムなどを含む様々な物品に組み込むことができる。
任意選択で、これらのフィルムは、1つ以上の添加剤をさらに含み得る。添加剤としては、帯電防止剤、色増強剤、染料、潤滑剤、充填剤(例えば、TiOまたはCaCO)、乳白剤、核剤、加工助剤、顔料、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、UV安定剤、粘着防止剤、スリップ剤、粘着付与剤、難燃剤、抗菌剤、臭気低減剤、抗かび剤、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、フィルムは、例えば、改善されたダート強度および割線弾性係数によって示すように、改善された靭性を有するインフレーション単層フィルムである。
試験方法
試験方法は、以下を含む。
メルトインデックス(I)および(I10
多峰性エチレン系ポリマーのメルトインデックス(I)値を、ASTM D1238に従って、190℃、2.16kgで測定した。同様に、多峰性エチレン系ポリマーのメルトインデックス(I10)値を、ASTM D1238に従って、190℃、10kgで測定した。値を、10分あたりに溶出したグラムに対応する、g/10分で報告する。第1のエチレン系成分、第2のエチレン系成分、および第3のエチレン系成分のメルトインデックス(I)の値を、等式30および下記の方法論に従って計算した。
密度
多峰性エチレン系ポリマーの密度測定を、ASTM D792、方法Bに従って行った。第1および第2のエチレン系成分については、密度の値を、等式28および下記の方法論を使用して得た。第3のエチレン系成分については、等式29を使用して密度値を計算した。
従来のゲル浸透クロマトグラフィー(従来のGPC)
クロマトグラフィーシステムは、内部IR5赤外線検出器(IR5)を装備したPolymerChar GPC-IR(スペイン、バレンシア)の高温GPCクロマトグラフで構成された。オートサンプラーオーブンコンパートメントを160℃に設定し、カラムコンパートメントを150℃に設定した。カラムは、4つのAgilent「Mixed A」30cm20ミクロン線形混床を使用した。使用したクロマトグラフィー溶媒は、1,2,4-トリクロロベンゼンであり、200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有していた。溶媒源は、窒素注入された。使用した注入体積は200マイクロリットルであり、流量は1.0ミリリットル/分であった。
580~8,400,000g/molの範囲の分子量を有する少なくとも20個の狭い分子量分布のポリスチレン標準によって、GPCカラムセットの較正を実行し、個々の分子量間が少なくとも10離れている6つの「カクテル」混合物中に配置した。標準は、Agilent Technologiesから購入した。ポリスチレン標準は、1,000,000g/mol以上の分子量について50ミリリットルの溶媒中0.025グラム、および1,000,000g/mol未満の分子量について50ミリリットルの溶媒中0.05グラムで調製された。ポリスチレン標準を、80℃で30分間、静かに撹拌しながら溶解した。ポリスチレン標準のピーク分子量を、等式6を使用してエチレン系ポリマー分子量に変換した(Williams and Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Let.,6,621(1968)に記載の通り):
Figure 0007278286000008
式中、Mは分子量であり、Aは0.4315の値を有し、Bは1.0に等しい。
5次多項式を使用して、それぞれのエチレン系ポリマー等価較正点に適合した。NIST標準NBS1475が52,000g/molの分子量で得られるように、Aに対してわずかな調整(約0.39~0.44)を行い、カラム分解能およびバンドの広がり効果を補正した。
GPCカラムセットの合計プレート計数は、(50ミリリットルのTCB中0.04gで調製され、静かに撹拌しながら20分間溶解された)Eicosaneで行った。プレート計数(式7)および対称性(式8)を、200マイクロリットル注入で以下の式:
Figure 0007278286000009
式中、RVはミリリットルでの保持体積であり、ピーク幅はミリリットルであり、ピーク最大値はピークの最大高さであり、1/2の高さはピーク最大値の1/2の高さである。
Figure 0007278286000010
式中、RVはミリリットルでの保持体積であり、ピーク幅はミリリットルであり、ピーク最大値はピークの最大位置であり、1/10の高さはピーク最大値の1/10の高さであり、リアピークはピーク最大値よりも後の保持体積でのピークテールを指し、フロントピークはピーク最大値よりも前の保持体積でのピークフロントを指す。クロマトグラフィーシステムのプレート計数は22,000超であるべきであり、対称性は0.98~1.22であるべきである。
試料はPolymerChar「Instrument Control」ソフトウェアを用いて半自動で調製された:2mg/mlを試料の標的重量とし、PolymerChar高温オートサンプラーを介して、予め窒素をスパージしたセプタキャップ付バイアルに溶媒(200ppmのBHTを含有)を添加した。試料を、「低速」振盪下、160度で3時間溶解させた。
n(GPC)、Mw(GPC)、およびMz(GPC)の計算は、PolymerChar GPC-IRクロマトグラフの内部IR5検出器(測定チャネル)を使用して、等式9~12に従って、Polymer Char GPCOne(商標)ソフトウェア、各々の等間隔のデータ収集点i(IR)でベースラインを差し引いたIRクロマトグラム、および等式6からの点i(Mポリエチレン、i、g/mol)の狭い標準較正曲線から得たエチレン系ポリマー等価分子量を使用した、GPC結果に基づいた。続いて、エチレン系ポリマー試料についてのGPC分子量分布(GPC-MWD)プロット(wtGPC(lgMW)対lgMWプロット、ここで、wtGPC(lgMW)は、分子量lgMWによるエチレン系ポリマー分子の重量分率)を得た。分子量はg/molで、wtGPC(lgMW)は等式9に従う。
Figure 0007278286000011
数平均分子量Mn(GPC)、重量平均分子量Mw(GPC)、およびz平均分子量Mz(GPC)は、以下の等式で計算することができる。
Figure 0007278286000012
Figure 0007278286000013
Figure 0007278286000014
経時的な偏差を監視するために、PolymerChar GPC-IRシステムで制御されたマイクロポンプを介して各試料に流量マーカー(デカン)を導入した。流量マーカー(FM)を使用して、試料におけるそれぞれのデカンピークのRV(RV(FM試料))を、狭い標準較正におけるデカンピークのRV(RV(FM較正))と整列させることによって、各試料のポンプ流量(流量(公称))を直線的に補正した。次いで、デカンマーカーピークのいかなる時間変化も、試験全体の流量(流量(実効))の線形シフトに関連すると仮定した。流量マーカーピークのRV測定の最高精度を促進するために、最小二乗フィッティングルーチンを使用して、流量マーカー濃度クロマトグラムのピークを二次方程式に適合させる。次に、二次方程式の一次導関数を使用して、真のピーク位置を求める。流量マーカーピークに基づいてシステムを較正した後、実効流量(狭い標準較正についての)を、等式13のように計算する。流量マーカーピークの処理は、PolymerChar GPCOne(商標)ソフトウェアにより行われた。許容可能な流量を、実効流量が公称流量の0.5%以内になるように補正した。
Figure 0007278286000015
IR5 GPCコモノマー含有量(GPC-CC)プロット
IR5検出器比演算の較正を、既知の短鎖分岐(SCB)周波数(参照物質のコモノマー含有量は、参照により本明細書に組み込まれている、例えば米国特許第5,292,845号(カワサキら)、およびJ.C.RandallによるRev.Macromol.Chem.Phys,C29,201-317に記載されている技術による13C NMR分析を使用して決定する)の少なくとも10のエチレン系ポリマー標準(エチレン系ポリマーホモポリマーおよびエチレン/オクテンコポリマー)を使用して、ホモポリマー(0SCB/総炭素数1000個)から約50SCB/総炭素数1000個までの範囲で実行し、総炭素数は、骨格内の炭素と分岐内の炭素との合計に等しい。各標準は、GPCによって測定するとき、36,000g/mole~126,000g/moleの重量平均分子量を有し、2.0~2.5の分子量分布を有していた。通常のコポリマー標準の特性および測定値を、表Aに示す。
Figure 0007278286000016
「IR5メチルチャネルセンサーのベースライン減算領域応答」と「IR5測定チャネルセンサーのベースライン減算領域応答」との「IR5領域比(または「IR5メチルチャネル領域/IR5測定チャネル領域」)」(PolymerCharによって供給された標準フィルタおよびフィルタホイール:Part Number IR5_FWM01は、GPC-IR機器の一部として含まれていた)を、「コポリマー」標準の各々について計算した。重量%コモノマー対「IR5領域比」の線形適合を、以下の等式14の形態で構築した。
Figure 0007278286000017
したがって、GPC-CC(GPC-コモノマー含有量)プロット(重量%コモノマー対lgMW)を得ることができる。各クロマトグラフスライスで決定された分子量を介してコモノマーの終端(メチル)との有意なスペクトルオーバーラップがある場合、重量%コモノマーデータの末端基補正を、終端メカニズムの知識を介して行うことができる。
結晶化溶出分別(CEF)
コモノマー分布分析は、通常、短鎖分岐分布(SCBD)とも呼ばれ、この分布を、IR(IR-4またはIR-5)検出器(PolymerChar、スペイン)および2角度光散乱検出器モデル2040(精密検出器、現在Agilent Technologies)を装備した結晶化溶出分別(CEF)(PolymerChar、スペイン)(参照により本明細書に組み込まれている、Monrabalら、Macromol.Symp.257,71-79(2007))で測定した。600ppmの酸化防止剤ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を有する蒸留済みのオルト-ジクロロベンゼン(ODCB)を溶媒として使用した。Nパージ可能なオートサンプラーについては、BHTを添加しなかった。検出器オーブン内のIR検出器のすぐ前に、GPCガードカラム(20ミクロン、または10ミクロン、50×7.5mm)(Agilent Technologies)を設置する。試料調製は、160℃で2時間の振盪下で、4mg/ml(特に明記されていない限り)でオートサンプラーによって行う。注入体積は、300μLである。CEFの温度プロファイルは、3℃/分で110℃~30℃での結晶化、30℃で5分間の熱平衡、3℃/分で30℃~140℃での溶出である。結晶化中の流速は、0.052ml/分であった。溶出中の流速は、0.50ml/分である。データは、1データポイント/秒で収集した。
CEFカラムは、Dow Chemical Companyにより、125μm±6%のガラスビーズ(MO-SCI Specialty Products)が詰められ、1/8インチのステンレスチューブと共に使用する。ガラスビーズは、Dow Chemical Companyからの要望により、MO-SCI Specialtyにより酸洗浄されている。カラム容量は、2.06mlである。カラム温度較正を、ODCB中のNIST標準参照物質直鎖エチレン系ポリマー1475a(1.0mg/ml)とEicosane(2mg/ml)との混合物を使用して実行した。NIST直鎖エチレン系ポリマー1475aが101.0℃でピーク温度を有し、Eicosaneが30.0℃のピーク温度を有するように、溶出加熱速度を調整することにより、温度を較正する。CEFカラムの分解能を、NIST直鎖エチレン系ポリマー1475a(1.0mg/ml)とヘキサコンタン(Fluka、purum≧97.0%、lmg/ml)との混合物で計算した。ヘキサコンタンとNISTエチレン系ポリマー1475aとのベースライン分離を達成した。ヘキサコンタンの領域(35.0~67.0℃)対NIST1475aの領域67.0~110.0℃は、50対50であり、35.0℃未満の溶解分画の量は1.8重量%未満である。CEFカラム分解能を、等式15で定義する:
Figure 0007278286000018
ここで、1/2の高さの幅を温度で測定し、分解能は少なくとも6.0である。
CEF機器には、Agilent(カリフォルニア州サンタクララ)モデル2040 2角度光散乱検出器が装備されており、光散乱を、既知の分子量(約120,000g/mol)の既知のホモポリマーエチレン系ポリマー標準による90度信号チャネルを使用して較正した。また、IR(赤外線)検出器を、質量応答について較正した。各溶出ポイントの分子量(Mw(CEF))を、適切な信号対雑音の区域における溶出温度の関数として計算した。領域計算(それぞれのIR領域で除算し、それぞれの検出器定数で因数分解した、90度光散乱信号の総領域を表す)を使用して、溶出温度の領域にわたる重量平均分子量を評価し、CEF-MWプロット(Mw(CEF)対温度曲線)を得た。領域計算は、連続的な計算よりも信号対雑音の本質的な利点を有する。IRとLS(光散乱)信号の両方を、通常のクロマトグラフィー積分技術に従って、これらのベースライン信号レベルから除算した。
「臨界温度(T臨界」の計算、ポリマーの重量分率、および臨界温度(20℃~T臨界のCEF分率のMw(CEF))までのおよびそれを含む温度範囲における重量平均分子量を、以下のように得た。
0.2℃の温度ステップ増加による20.0℃~119.9℃の各温度(T)での重量分率(wtCEF(T))を使用してCEF-SCBD(CEF-短鎖分岐分布)プロットを得る。
Figure 0007278286000019
臨界温度を、以下の等式に従って、樹脂の密度(g/cc)によって定義する。
Figure 0007278286000020
20℃~T臨界のCEF重量分率を、CEF-SCBDから以下のように計算する。
Figure 0007278286000021
同様に、20℃から臨界温度までおよび臨界温度を含む分率の重量平均分子量(20℃~T臨界のCEF分率のMw(CEF))を、20℃~T臨界のIR検出器応答の合計で除算し、較正済みの検出器定数で因数分解した90度光散乱応答の合計の領域比として計算した。分子量の計算および較正を、GPCOne(登録商標)ソフトウェアで実行した。
二変量データの数値デコンボリューション
二変量データの数値デコンボリューションを使用して、第1のエチレン系成分、第2のエチレン系成分、および第3のエチレン系成分の密度、分子量、ならびにメルトインデックス(I)を得る。CEF-SCBD(CEFからのwtCEF(T)対温度(T)プロット)とGPC-MWD(従来のGPCからのwtGPC(lgMW))対lgMWプロット)とを組み合わせたデータの数値デコンボリューションを、Microsoft Excel(登録商標)Solver(2013)を使用して実行した。CEF-SCBDについては、計算した重量分率(wtsum、CEF(T))対CEFセクションに記載の方法を使用して得た温度(T)データ(約23~120℃の範囲内)を、約200の等間隔のデータポイントに抑えて、適切な反復速度と温度分解能とのバランスを取った。単一または一連の(成分ごとに最大3つのピーク)指数修正ガウス分布(式19)を合計して、各成分(wtC、CEF(T))を表し、これらの成分を合計して、総重量(wtsum、CEF(T))を等式20A~Dに示すように、任意の温度(T)で得た。
Figure 0007278286000022
式中、Cは、成分(C=1、2、または3)を意味し、Pは、ピーク(P=1、2、または3)を意味し、a0、C、Pは、第Cの成分の第Pのピークについてのクロマトグラフィー領域(℃)であり、a1、C、Pは、第Cの成分の第Pのピークについてのピーク中心(℃)であり、a2、C、Pは、第Cの成分の第Pのピークについてのピーク幅(℃)であり、a3、C、Pは、第Cの成分の第Pのピークについてのピークテーリング(℃)であり、Tは溶出温度(℃)である。単一の場合には、指数修正ガウス分布を使用して、成分のCEF-SCBD、yT、C、2=yT、C、3=0を表す。2つの場合には、指数修正ガウス分布を使用して、成分のCEF-SCBD、yT、C、3=0のみを表す。
Figure 0007278286000023
Figure 0007278286000024
Figure 0007278286000025
Figure 0007278286000026
CEF-SCBDデコンボリューションからの各成分の重量分率(wfC、CEF)は、以下の等式によって表現することができ、
Figure 0007278286000027
Figure 0007278286000028
Figure 0007278286000029
Figure 0007278286000030
式中、wfC1、CEFは、CEF-SCBDデコンボリューションから得た第1のエチレン系成分の重量分率であり、wfC2、CEFは、CEF-SCBDデコンボリューションから得た第2のエチレン系成分の重量分率であり、wfC3、CEFは、CEF-SCBDデコンボリューションから得た第3のエチレン系成分の重量分率であり、分率の合計を1.00に正規化する。
GPC-MWDについては、従来のGPCの記載セクションで得たMWDを、2.00~7.00の0.01lg(MW/(g/mol))の増分で同じスプレッドシートの中にインポートした(合計501データポイント)。重量平均分子量Mw、標的、および2.0の多分散性(M/M)を有するFlory-Schulz分布を、以下の等式に示す。
Figure 0007278286000031
Figure 0007278286000032
Figure 0007278286000033
式中、wtF-S、iは、lg(M/(g/mol))(Mはg/mol)での分子の重量分率であり、iは、GPC-MWDプロット上の各データポイントを表すための0~500の範囲の整数であり、対応するlg(M/(g/mol))は、2+0.01×iである。
その後、Flory-Schulz分布を、各lg(M/(g/mol))での連続正規分布の合計を使用して拡大する。lg(M/(g/mol))にピーク値を有する正規分布の重量分率を、元のFlory-Schulz分布と同じに保つ。拡大したFlory-Schulz分布曲線は、以下の等式のように記載することができる。
Figure 0007278286000034
式中、wtGPC(lg(M/(g/mol))は、lg(M/(g/mol))での分子の重量分率であり、jは、0~500の範囲の整数であり、σは、正規分布の標準偏差である。したがって、3つの成分すべてについての分子量分布曲線は、以下の等式で表現することができる。数平均分子量(Mn(GPC))、重量平均分子量(Mw(GPC))、およびMWD(Mw(GPC)/Mn(GPC))は、拡大したFlory-Schulz分布から計算することができる。
Figure 0007278286000035
Figure 0007278286000036
Figure 0007278286000037
Figure 0007278286000038
式中、σは、正規分布幅パラメータであり、添え字C1、C2、およびC3は、それぞれ第1、第2、および第3のエチレン系成分を表す。wfC1、GPC、wfC2、GPC、およびwfC3 GPCは、それぞれGPC-MWDからの第1、第2、および第3のエチレン系成分の重量分率である。
CEF-SCBDおよびGPC-MWDからの対になる各成分(第1のエチレン系成分(C1)、第2のエチレン系成分(C2)、および第3のエチレン系成分(C3))の各々は、等式27A~Eに示すように、それぞれの技術に対する等価質量と見なされる。
Figure 0007278286000039
Figure 0007278286000040
Figure 0007278286000041
Figure 0007278286000042
Figure 0007278286000043
触媒効率および反応器質量バランスを含むプロセスならびに触媒データは、各成分の相対重量生成の初期推定に活用することができる。あるいは、各成分についての重量分率の初期推定は、多峰性エチレン系ポリマーのCEF-SCBDまたはGPC-MWDプロットの部分領域を統合する、特に、定義されたピークまたはピーク変曲点を有する可視領域に留意することによって比較することができる。例えば、CEF-SCBD曲線における各成分についてのピーク領域は(比較ポリマー7)、十分に離れている場合、図3に示すようにピーク間の垂直線をドロップすることによって推定することができる。分子量の順序と分子量の初期推定値との関連付けは、CEF-SCBDおよびCEF-MWプロットにおける関連する成分領域のピーク位置から得ることができ、図3に示すように、GPC-CC測定値との一致が見込めるはずである。場合によっては、ピーク領域および組成の初期割り当てを、開始点としての多峰性GPC-MWDから得て、CEF-SCBDおよびCEF-MWプロット下で検証することができる。
CEF-SCBDにおける各成分についてのピーク幅およびテーリングの初期推定は、表Aに先に提示したようなものなどの、一連の標準シングルサイト試料を使用したピーク幅対温度の較正から得ることができる。
Microsoft Excel(登録商標)Solverは、wt合計、GPC(lgM)と測定したGPC-MWDとの間の残差の2乗の合計と、wt合計、CEF(T)と測定したCEF-SCBDとの間の残差の2乗の合計との組み合わせを最小化するようにプログラムされている(ここで、2つの観測された分布のサンプリング幅および領域を、互いに正規化する)。GPC-MWDおよびCEF-SCBDの適合には、これらが同時に収束するため、等しく重み付けされる。CEF-SCBDにおける重量分率およびピーク幅についての初期推定値、ならびに各成分についての分子量ターゲットは、Microsoft Excel(登録商標)Solverを使用して、本明細書に記載するように開始する。
CEFにおけるピーク形状を歪ませる共結晶化の影響を、指数修正ガウス(EMG)ピークフィットを使用すること、極端な場合には、単一の成分を記載するために合計した複数(最大3)のEMGピークを使用すること、によって補償する。シングルサイト触媒を介して生成した成分は、単一のEMGピークによってモデル化することができる。チーグラー・ナッタ触媒を介して生成した成分は、1つ、2つ、または3つのEMGピーク、またはCEF-SCBDプロット上の非常に高密度、非常に低分子量のターゲットのチーグラー・ナッタ成分に十分な低温向きの長いテ-ルを持つ単一のEMGピークによってモデル化することができる。全ての場合では、単一の拡大したFlory-Schulz分布(式26A~C)を、CEF-SCBDモデル(式27A~E)からの1つ以上のEMG成分の関連する合計として割り当てられた重量分率と共に使用する。
GPCデコンボリューションは、
シングルサイト触媒を介して作製された第1および第2のエチレン系成分について、等式26A、26Bからの正規分布幅パラメータ(σC1またはσC2)で0.000~0.170(約2.00~2.33の対応する多分散性)に制約されている。式22のMw、標的は、この特定の反応スキームから最小になることが標的であるため、これらの場合では、第3のエチレン-エチレン系成分について最小になるように制約されている。組み合わせた樹脂の反応器内ブレンドの所望の性能標的に応じて、あらゆる可能な場合に、定義によって最小になるように制約されていないことに留意されたい。第1のエチレン系成分および第2のエチレン系成分の2つの重量平均分子量(Mw、標的)のランク付け(予備推定)を、CEF-MWプロット(Mw(CEF)対温度曲線)からのMw(CEF)によって、第1および第2のエチレン系成分のピークがCEF-SCBDプロットで観察された温度(wtCEF(T)対温度曲線)で観察する。したがって、3つの成分についての分子量の順序は、よく知られている。反応器の質量バランスは、第3のエチレン系成分の等式26Cのパーセント質量(Wf)を得るか、あるいは、CEFおよびGPCについての既知の分布モデルの強度に応じて、等式26Dを使用してデコンボリューションから計算することができ、総重量分率が合計で1にならなければならない(式27A~E)。
一般に、約20ソルバー反復は、通常、Excel(登録商標)を使用した解において良好な収束に達することがわかった。CEF-MWプロットによるピーク対測定された分子量の順序と、GPC-CCを介して測定した観測されたコモノマー重量%測定値に不一致がある場合、次いで、反復が測定値間で一貫した解への収束で進行するように、Excelにおける反復開始点(温度またはlgMW)を変更するか、もしくは幅およびテール係数をわずかに変更することによって、データを調整する必要があるか、または測定の分解能を上げる必要があるか、または追加のピークをCEF-SCBDに追加して、個々の成分の溶出ピーク形状をより良好に近似する場合がある。そのような成分は、個々に調製する場合、いくつかのEMG分布を介して事前にモデル化することができる。図3(比較ポリマー7)は、ピーク分離に関してCEF-SCBDの高分解能およびGPC-MWDの低分解能を示しており、LSとIRとの比演算方法と重量分率を使用して測定された順序は、組み合わせた解において優れた反復収束を可能にする。この場合、より高密度の種(第3のエチレン系成分)は、2つのEMGピークの合計によってモデル化することができ、30℃での最低密度のピーク(これは溶解分画に起因する)は、2つの別個に分離されたEMGピークの合計によってモデル化することができ、中央の各成分は、単一のEMGピークからモデル化することができる。図4(本発明のポリマー4)は、チーグラー・ナッタ触媒で作製された非常に高密度で低分子量の成分、および各々についての単一のピークを使用して2つの中程度の密度の成分(2つの異なるシングルサイト触媒で作製)の許容可能な収束の例を示す。
加えて、CEF-MWについての予測されたMw(CEF)応答は、各成分のGPC-MWDによる重量平均分子量に、CEF-SCBDプロットに沿った各ポイントでの各成分の観測された重量分率を乗算することを使用して作成することができる。予測されたMw(CEF)は、CEF-MWプロットにおいて測定されたMw(CEF)と一致している必要がある。一連の既知のコポリマー標準に基づいて、溶出温度の関数としてコモノマー組み込みをプロットすることにより、GPC-CCプロットは、CEF-MWおよびCEF-SCBDプロットからの個々の成分の測定されたMw(CEF)およびコモノマー組み込みを使用して予測することもできる。予測されたGPC-CCプロットは、測定されたGPC-CCと一致している必要がある。
CEF-SCBDデータについてのピーク温度と密度との相関を、約1g/10分メルトインデックス(I)、またはGPCによる約105,000g/molの公称重量平均分子量、およびGPCによる2.3未満の多分散性(またはMWD)のシングルサイト触媒から重合した一連の直鎖エチレン系ポリマー標準樹脂を使用して得る。既知のコモノマー含有量、密度、および0.87~0.96g/ccの密度範囲内の分子量の標準樹脂を少なくとも10個使用する。ピーク温度および密度のデータを5次多項式曲線に当てはめて、較正曲線を得る。
ピーク幅およびピークテールとピーク温度との相関を、上記の樹脂のピーク幅およびピークテールと温度とを直線で適合することによって同様に得て、これは、デコンボリューションプロセスにおける初期推定に非常に役立つ。
第1のエチレン系成分および第2のエチレン系成分は、CEF-SCBDデコンボリューションプロットから直接本明細書に提示される本発明の樹脂において、35℃~90℃の溶出温度の最初の2つのピークとして留意した。「粗密度」(密度)を、ピーク温度と密度との較正曲線を使用して、これらの観測されたピーク位置から計算した。密度(g/cc)を、等式28を使用することにより、分子量(g/mol)の寄与を説明する密度(g/cc)に補正した。
Figure 0007278286000044
式中、Mw(GPC)は、GPC-MWDからデコンボリューションされた単一成分の重量平均分子量である。
第3のエチレン系成分の密度を、樹脂の既知の密度、第1のエチレン系成分の密度、第2のエチレン系成分の密度、および以下の等式29に従って、各成分の重量分率に基づいて計算することができる。
Figure 0007278286000045
各エチレン系成分のメルトインデックス(I)は、以下の等式によってこれらの重量平均分子量から推定することができる。
Figure 0007278286000046
式中、Mw(GPC)は、GPC-MWD曲線からデコンボリューションされた単一成分の重量平均分子量(g/mol)であり、Iは、メルトインデックス(g/10分)である。長鎖分岐の量によって係数が変化し得ることに留意されたい。
さらに、生成物組成の決定については、同じ反応器条件による単一の触媒を有する単一の反応器の直接サンプリング、直列二重反応器構成についての第1の反応器サンプリング、または並列二重反応器構成についての両方の反応器のサンプリングを使用して、特に、サンプリングポイントを過ぎると反応が効果的に停止することを提供する多峰性エチレン系ポリマーの個々の各成分の密度、メルトインデックス(I)、GPC-MWD、およびCEF-SCBDの決定を補助する。これにより、第1と第2のエチレン系成分のピーク位置を3つの成分の混合物から適切に決定することができない場合に、より良好に確認することが可能になる。
オンライン光散乱を装備し、SCBDおよび分子量を表す二変量空間内で同様の較正を用いて、密度との関係を較正するPolymerChar CFCユニット(スペイン、バレンシア)などのGPC-TREFにおける分析的クロス分別による直接的な調査および定量を使用して、特に初期推定について、または特にMWDとSCBDの両方の空間における種の高共結晶化または低分解能/識別を生成し得る場合に、各成分の量を測定するか、またはより正確に識別することができる。(Development of an Automated Cross-Fractionation Apparatus(TREF-GPC) for a Full Characterization of the Bivariate Distribution of Polyolefins.Polyolefin Characterization.Macromolecular Symposia,Volume 257,2007,Pages 13-28.A.Ortin、B.Monrabal、J.Sancho-Tello)。適切な分解能を、lgMWと温度空間の両方において得なければならず、検証は、両方の直接組成比演算、例えばIR-5および光散乱分子量測定を通して行うべきである。Characterization of Chemical Composition along the Molar Mass Distribution in Polyolefin Copolymers by GPC Using a Modern Filter-Based IR Detectorを参照すること。Polyolefin Characterization-ICPC 2012 Macromolecular Symposia Volume 330、2013、Pages 63-80、A. Ortin、J.Montesinos、E.Lopez、P.del Hierro、B.Monrabal、J.R.Torres-Lapasio、M.C.Garcia-Alvarez-Coque.を参照すること。成分のデコンボリューションは、一連のシングルサイト樹脂および樹脂ブレンドによって検証された同様の組の等式および類似の較正を使用しなければならない。
ダート
フィルムダート落下試験は、自由落下するダートによる衝撃の規定条件下において、プラスチックフィルムの破損を引き起こすエネルギーを決定する。試験結果は、試験される試験片の50%の破損をもたらすことになる、規定の高さから落ちる飛翔体の重量として表されるエネルギーである。
ダート衝撃強度(ダート)は、ASTMD1709 方法Aに従って測定され、落下高さ26インチ±0.4インチ(66cm±1cm)および直径38.10±0.13mmの研磨されたアルミニウム半球状ヘッドが適している。
割線弾性係数
フィルムMD(機械方向)1%割線弾性係数を、ASTMD882に従って、20インチ/分のクロスヘッド速度で決定した。試験片の幅は1インチであり、初期グリップの間隔は4インチである。報告された1%割線弾性係数値は、5つの測定値の平均であった。
以下の実施例は、本開示の特徴を説明するものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
使用される市販のポリマー
以下の実施例で使用するポリマーを、表1に提供する。
Figure 0007278286000047
表1および図2を参照すると、本発明のポリマー2と比較ポリマー6の両方が、0.926g/ccの同じ密度を有しており、その結果74.1℃の同じT臨界を有していた。20℃~T臨界値74.1℃(直線で反映)の温度範囲では、CEF重量分率を、これらの温度範囲内の曲線の下の領域として計算する。図2のy軸は、20.0℃~119.9℃の各温度(x軸)での重量分率であり、0.2℃の温度ステップ増加を伴う。比較ポリマー2については、CEF重量分率が17.5%であるのに対して、本発明のポリマー1は、37.7%のCEF重量分率を有している。これは、本発明のポリマー2において、低密度の第1のエチレン系成分の割合がより高いことを示している。
以下の表2および表3には、本発明の多峰性の本発明のポリマー発明1~発明5および比較する多峰性の本発明のポリマー比較7~比較8の第1、第2、および第3のエチレン系成分の密度、メルトインデックス(I)、重量平均分子量(Mw(GPC))、数平均分子量(Mn(GPC))、MWD、および重量パーセントを列挙する。比較ポリマー比較1~比較3は、ミシガン州ミッドランドのDow Chemical Companyから入手可能である。
Figure 0007278286000048
Figure 0007278286000049
表1を参照すると、比較ポリマー4および5は、第1の反応器内に第1の触媒系と、第2の反応器内に第2の触媒系と、を有する、二重ループ反応器システムにおいて、溶液重合を介して調製した二峰性エチレン-オクテンコポリマーであった。比較ポリマー4および5は、それぞれWO/2015/200743からの本発明の第1の組成物4および6と相関している。
本発明のポリマー発明1~発明5および比較ポリマー比較6~比較8を、以下のプロセスに従って、表4および5に報告されている反応条件に基づいて調製した。反応器構成は、二重直列反応器操作であった。
二重直列反応器構成では、第1の重合反応器からの流出液(溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、および溶解ポリマーを含有する)は、第1の反応器から流出し、第2の反応器への他の供給物とは別々に第2の反応器に添加される。反応器タイプは、液体充填済みで断熱の連続撹拌槽型反応器(CSTR)、または熱が除去された連続撹拌槽型反応器(CSTR)を模倣した液体充填済みで非断熱の等温循環ループ反応器である。最終的な反応器流出物(二重直列用の第2の反応器流出物)は、好適な試薬(水)を添加しておよびそれとの反応により失活させる区間に流入する。この反応器出口位置では、ポリマーの安定化のために他の添加剤を注入する。
触媒の失活および添加剤の添加に続いて、反応器流出物は、ポリマーが非ポリマー流から除去される脱揮発システムに入った。非ポリマー流を、システムから除去した。単離されたポリマー溶融物をペレット化して収集した。
すべての原材料(モノマーおよびコモノマー)ならびにプロセス溶媒(狭い沸点範囲の高純度パラフィン溶媒、ISOPAR E)を、反応環境に導入する前に、分子ふるいで精製した。水素を高純度グレードとして加圧して供給し、それ以上精製はしなかった。反応器モノマー供給流を、機械的圧縮機を介して反応圧力を超える圧力まで加圧した。溶媒供給物を、ポンプを介して反応圧力を超えるまで加圧した。コモノマー供給物を、ポンプを介して反応圧力を超えるまで加圧した。個々の触媒成分を、精製された溶媒で規定の成分濃度まで手動でバッチ希釈し、反応圧力を超えるまで加圧した。すべての反応供給流量を、質量流量計で測定し、計測ポンプで独立して制御した。
すべて新鮮な溶媒、モノマー、コモノマー、水素、および触媒成分供給物を独立して制御することによって利用した。供給流が熱交換器を通過することによって、各反応器への新鮮な総供給流(溶媒、モノマー、コモノマー、および水素)を温度制御した。各重合反応器への新鮮な総供給物を、1つ以上の場所において反応器に注入した。触媒成分を、他の供給物とは別々に重合反応器に注入した。CSTR反応器内の撹拌機またはループ反応器内の一連の静的混合要素は、反応物質の連続混合を担った。油浴(CSTR反応器用)および熱交換器(ループ反応器用)は、反応器温度制御の微調整を提供した。
各反応器内の単一の一次触媒を利用する反応器(例えば、比較6)については、1つの一次触媒成分をコンピュータ制御して、個々の反応器モノマー変換率を規定の標的に維持した。一次触媒反応器用の共触媒成分を、計算した規定のモル比に基づいて、1つの一次触媒成分に供給した。1つの反応器内の二重一次触媒(例えば、発明1~発明5および比較7~比較8)を利用する反応器については、2つの計算変数である(1)一次触媒1および一次触媒2の総質量流量と、(2)両方の一次触媒の総質量流量のうちの一次触媒1についての質量分率と、を制御する。両方の一次触媒の総質量流量をコンピュータ制御して、個々の反応器のモノマー転化率を規定の標的に維持した。一次触媒1の質量分率を制御して、その個々の反応器内の各触媒が生成したポリマーの相対質量分率を維持した。二重一次触媒を利用している反応器用の共触媒成分を、両方の一次触媒成分の合計に対する計算した規定のモル比に基づいて供給した。
発明1~発明5および比較8については、二重直列反応器システムは、2つの液体充填済みで断熱の連続撹拌槽反応器(CSTR)で構成された。比較7については、二重直列反応器システムは、1つの液体充填済みで断熱の連続撹拌槽反応器(CSTR)と、熱が除去された連続撹拌槽型反応器(CSTR)を模倣した1つの液体充填済みで非断熱の等温循環ループ反応器で構成された。断熱CSTRは、第2の反応器である。比較ポリマー6(比較6)は、第1の反応器内に第1の触媒系と、第2の反応器に第2の触媒系と、を有する、二重ループ反応器システムにおいて、溶液重合を介して調製した二峰性エチレン-オクテンコポリマーであった。本発明の第1の組成物7を生成するために、WO/2015/200743に開示されている同様の条件下で調製した。反応器条件は、表5に含まれている。二重直列反応器システムは、2つの液体充填済みで非断熱の等温循環ループ反応器で構成された。
Figure 0007278286000050
Figure 0007278286000051
本発明のポリマー1~6と、比較ポリマー7および8と、を作製するための触媒A、触媒B、および触媒Cの式を以下に示す。
Figure 0007278286000052
触媒Dは、チーグラー・ナッタ触媒である。不均一チーグラー・ナッタ型の触媒プレミックスを、米国特許第4,612,300号に従って、ある体積のISOPAR E、ISOPAR E中の無水塩化マグネシウムのスラリー、ヘプタン中のEtAlClの溶液、およびヘプタン中のTi(O-iPr)の溶液を逐次的に添加することによって、実質的に調製して、濃度0.20Mのマグネシウムおよび比率40/12.5/3のMg/Al/Tiを含有する組成物を得た。この組成物のアリコートをISOPAR-Eでさらに希釈して、スラリー中の最終濃度500ppmのTiを得た。重合反応器に供給しながら、および重合反応器に入れる前に、触媒プレミックスを、表4および表5で明記したAlとTiとのモル比において、トリエチルアルミニウム(EtAl)の希釈液と接触させて、活性触媒を得た。共触媒組成物を以下の表6に列挙する。
Figure 0007278286000053
単層インフレーションフィルム
1ミルのインフレーションフィルムを、3層のDr.Collinインフレーションフィルムラインを使用して作製する。このラインは、溝付き供給ゾーンを装備した3つの25:1L/D単軸スクリュー押出機を備える。スクリュー径は、内層25mm、コア層30mm、外層25mmであった。表1に列挙する樹脂を、3つすべての押出機の中に同時に供給して、単層フィルムを作製した。環状ダイは直径60mmであり、二重リップエアリング冷却システムを使用した。ダイリップの間隙は2mmであり、ブローアップ比(BUR)は2.5であった。平坦幅はおよそ23~24cmである。霜線の高さは5.5インチであった。総吐出量は9kg/時(各押出機ごとに3kg/時)であった。溶融温度は210~220℃であり、ダイ温度を210℃に設定した。
Figure 0007278286000054
表7および図1のグラフの結果を参照すると、本発明(多層)の試料は、比較試料よりも良好な靱性を示す。例えば、比較フィルム8の1%割線弾性係数は33,585psi、ダートA値は598gである。補足説明として、本発明のフィルム1には、20.58重量%の第1のエチレン系成分および20℃~T臨界のCEF重量分率23.6%を有する三峰性ポリマーが含まれ、これに対して、比較フィルム8には、11.98重量%の第1のエチレン系成分および20℃~T臨界のCEF重量分率21.1%を有する三峰性ポリマーが含まれていた。特性の観点から、本発明のフィルム1は、近似の33,952psi(367psiの差)の1%割線弾性係数を有するが、本発明のフィルム1のダートA値は1670gであり、これは、比較フィルム8のダート値の2.5倍超である。これは、20重量%超の第1のエチレン系成分を有する三峰性ポリマーが、1%割線弾性係数とダート値とのより良好な組み合わせを達成していることを示している。表7の比較フィルムと本発明のフィルムとを比較すると、本発明のフィルムが1%割線弾性係数とダート値とのはるかに高い組み合わせを有することが明らかである。図1を参照すると、表7の本発明のフィルムについてのダート強度と1%割線弾性係数との関係は、以下の等式によって定義することができる:
ダート(g)>-0.05294(g/psi)×1%MD割線弾性係数(psi)+3388(g)(式31)
添付の特許請求の範囲に定義される本開示の範囲から逸脱することなく、修正および変更が可能であることは明らかであろう。より具体的には、本開示のいくつかの態様は、本明細書において好ましいまたは特に有利であると認識されているが、本開示は、必ずしもこれらの態様に限定されないことが企図される。

本出願は例えば以下の発明を提供する。
[1] ポリマー組成物であって、
ASTM D792に従って測定したとき、0.900~0.940g/ccの密度と、荷重2.16kgおよび温度190℃でASTM D1238に従って測定したとき、0.1~10g/10分のメルトインデックス(I )と、を有する少なくとも1つの多峰性エチレン系ポリマーを含み、前記多峰性エチレン系ポリマーが、第1のエチレン系成分、第2のエチレン系成分、および第3のエチレン系成分を含み、前記第1のエチレン系成分、前記第2のエチレン系成分、および前記第3のエチレン系成分の各々が、エチレンモノマーと少なくとも1つのC ~C 12 αオレフィンコモノマーとの重合反応生成物であり、
前記第1のエチレン系成分が、0.860~0.915g/ccの密度と、128,000g/mol~363,000g/molの重量平均分子量(M w(GPC) )と、を有し、前記多峰性エチレン系ポリマーが、少なくとも20重量%の前記第1のエチレン系成分を含み、
前記第2のエチレン系成分が、前記第1のエチレン系成分の前記密度を超え、0.940g/cc未満の密度と、88,500g/mol~363,000g/molの重量平均分子量(M w(GPC) )と、を有し、
前記第3のエチレン系成分が、前記第2のエチレン系成分の前記密度よりも大きい密度を有する、ポリマー組成物。
[2] 前記第1のエチレン系成分が、少なくとも0.5モル%のC ~C 12 α-オレフィンコモノマー組み込みと、前記第2のエチレン系成分が、少なくとも0.5モル%のC ~C 12 α-オレフィンコモノマー組み込みと、を有する、上記[1]に記載のポリマー組成物。
[3] 前記多峰性エチレン系ポリマーが、20~40重量%の前記第1のエチレン系成分と、10~40重量%の前記第2のエチレン系成分と、25~60重量%の前記第3のエチレン系成分と、を含む、上記[1]または[2]に記載のポリマー組成物。
[4] 前記多峰性エチレン系ポリマーの前記メルトインデックス(I )が、0.3~2.0g/10分である、上記[1]~[3]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[5] 前記多峰性エチレン系ポリマーが、9~15のI 10 /I 値を有し、ここで、I 10 は荷重10kgおよび温度190℃でASTM D1238に従って測定される、上記[1]~[4]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[6] 前記多峰性エチレン系ポリマーの前記密度が、0.910~0.940g/ccである、上記[1]~[5]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[7] 前記第1のエチレン系成分の前記密度が0.865~0.910g/ccであり、前記第1のエチレン系成分の前記メルトインデックス(I )が、0.01~0.2g/10分である、上記[1]~[6]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[8] 前記第2のエチレン系成分の前記密度が、0.880~0.930g/ccであり、前記第2のエチレン系成分の前記メルトインデックス(I )が、0.2~1.0g/10分である、上記[1]~[7]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[9] 前記第3のエチレン系成分の前記密度が、0.935~0.965g/ccであり、重量平均分子量(M w(GPC) )が、88,500g/mol未満である、上記[1]~[8]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[10] 前記C ~C 12 コモノマーが、1-オクテンまたは1-ヘキセンである、上記[1]~[9]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[11] 前記多峰性エチレン系ポリマーが、少なくとも5、または好ましくは5~12の分子量分布(M w(GPC) /M n(GPC) )を有する、上記[1]~[10]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[12] 前記第3のエチレン系成分が、20~750g/10分のメルトインデックス(I )を有する、上記[1]~[11]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[13] 前記多峰性エチレン系ポリマーが、35~60重量%の前記第3のエチレン系成分を含む、上記[1]~[12]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[14] 前記多峰性エチレン系ポリマーが、20℃~T 臨界 (T )の温度範囲で、23%超の結晶化溶出分別(CEF)重量分率と100,000g/mol超の重量平均分子量(M w(CEF) )とを有する、上記[1]~[13]のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
[15] 上記[1]~[14]のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含む物品であって、前記物品が、インフレーションまたはキャストフィルムである、物品。

Claims (16)

  1. ポリマー組成物であって、
    ASTM D792に従って測定したとき、0.900~0.940g/ccの密度と、荷重2.16kgおよび温度190℃でASTM D1238に従って測定したとき、0.1~10g/10分のメルトインデックス(I)と、を有する少なくとも1つの多峰性エチレン系ポリマーを含み、前記多峰性エチレン系ポリマーが、第1のエチレン系成分、第2のエチレン系成分、および第3のエチレン系成分を含み、前記第1のエチレン系成分、前記第2のエチレン系成分、および前記第3のエチレン系成分の各々が、エチレンモノマーと少なくとも1つのC~C12αオレフィンコモノマーとの重合反応生成物であり、
    前記第1のエチレン系成分が、0.860~0.915g/ccの密度と、128,000g/mol~363,000g/molの重量平均分子量(Mw(GPC))と、を有し、前記多峰性エチレン系ポリマーが、少なくとも20重量%の前記第1のエチレン系成分を含み、
    前記第2のエチレン系成分が、前記第1のエチレン系成分の前記密度を超え、0.940g/cc未満の密度と、88,500g/mol~363,000g/molの重量平均分子量(Mw(GPC))と、を有し、
    前記第3のエチレン系成分が、前記第2のエチレン系成分の前記密度よりも大きい密度を有する、ポリマー組成物。
  2. 前記第1のエチレン系成分が、少なくとも0.5モル%のC~C12α-オレフィンコモノマー組み込みと、前記第2のエチレン系成分が、少なくとも0.5モル%のC~C12α-オレフィンコモノマー組み込みと、を有する、請求項1に記載のポリマー組成物。
  3. 前記第1のエチレン系成分、前記第2のエチレン系成分、および前記第3のエチレン系成分の各々が、エチレンモノマーと少なくとも1つのC ~C α-オレフィンコモノマーとの重合反応生成物である、請求項1または2に記載のポリマー組成物。
  4. 前記多峰性エチレン系ポリマーが、20~40重量%の前記第1のエチレン系成分と、10~40重量%の前記第2のエチレン系成分と、25~60重量%の前記第3のエチレン系成分と、を含む、請求項1~のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  5. 前記多峰性エチレン系ポリマーの前記メルトインデックス(I)が、0.3~2.0g/10分である、請求項1~のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  6. 前記多峰性エチレン系ポリマーが、9~15のI10/I値を有し、ここで、I10は荷重10kgおよび温度190℃でASTM D1238に従って測定される、請求項1~のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  7. 前記多峰性エチレン系ポリマーの前記密度が、0.910~0.940g/ccである、請求項1~のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  8. 前記第1のエチレン系成分の前記密度が0.865~0.910g/ccであり、前記第1のエチレン系成分の前記メルトインデックス(I)が、0.01~0.2g/10分である、請求項1~のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  9. 前記第2のエチレン系成分の前記密度が、0.880~0.930g/ccであり、前記第2のエチレン系成分の前記メルトインデックス(I)が、0.2~1.0g/10分である、請求項1~のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  10. 前記第3のエチレン系成分の前記密度が、0.935~0.965g/ccであり、重量平均分子量(Mw(GPC))が、88,500g/mol未満である、請求項1~のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  11. 記コモノマーが、1-オクテンまたは1-ヘキセンである、請求項1~10のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  12. 前記多峰性エチレン系ポリマーが、少なくとも5、または好ましくは5~12の分子量分布(Mw(GPC)/Mn(GPC))を有する、請求項1~11のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  13. 前記第3のエチレン系成分が、20~750g/10分のメルトインデックス(I)を有する、請求項1~12のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  14. 前記多峰性エチレン系ポリマーが、35~60重量%の前記第3のエチレン系成分を含む、請求項1~13のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  15. 前記多峰性エチレン系ポリマーが、20℃~T臨界(T)の温度範囲で、23%超の結晶化溶出分別(CEF)重量分率と100,000g/mol超の重量平均分子量(Mw(CEF)とを有する、請求項1~14のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
  16. 請求項1~15のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含む物品であって、前記物品が、インフレーションまたはキャストフィルムである、物品。
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