JPH02261809A - ポリエチレンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は新規な分岐構造を有するポリエチレンの製造方
法に関するものである。更に詳しくは、重合時にα、ω
−ジエンを添加することにより優れた重合活性で新規な
分岐構造を有するポリエチレンを製造することに関する
ものである。これらは、インフレーションフィルム、射
出成形品、ブロー成形品、押出しコーティング材料、ポ
リマーブレンド材料等に利用することができる。

〈従来の技術〉 一般的に非常に高温、高圧下でラジカル開始剤を用いエ
チレンを重合するとポリマー主鎖と同等の長さを有する
長鎖分岐をもったポリエチレンが生成する。一方、チー
グラーナツタ触媒を用いエチレンを重合すると分岐を殆
ど持たないポリエチレンが生成する。

このチーグラーナツタ触媒を用いる方法により分岐を持
ったポリエチレンを得るにはエチレンとα−オレフィン
を共重合する方法が一般的に行われているがラジカル重
合で生成する長鎖分岐を付与することはできない。

本発明者らは先にニッケルの価数が０価または２価の配
位ニッケル化合物と下記一般式（Ｉ）Ｒ，−Ｎ　　　　
　　Ｒ。

へ　　／ Ｐ−Ｎ　　　　　　　　（Ｉ） ／　　＼ Ｒ２−Ｎ　　　　　　Ｒ４ （式中、Ｒ，、Ｒ，、Ｒ３およびＲ４は同一または異な
ってそれぞれｎ−アルキル基、　１ｓｏ−アルキル基、
アリール基またはトリアルキルシリル基を示す。） で表されるアミノビス（イミノ）ホスホランとからなる
触媒を用いて特定条件下でエチレンを重合することによ
り新規で、短鎖分岐および長鎖分岐を持ったポリエチレ
ンを低圧法で製造できることを見いだした。しかしこの
分岐ポリエチレンを製造する際に重合活性が著しく低い
という欠点があった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、かかる欠点を解消した製造方法を提供
することにある。

く課題を解決するための手段〉 即ち、本発明はニッケルの価数が０価または２価の配位
ニッケル化合物と下記一般式、（１）Ｒ＋　　　Ｎ　　
　　　　Ｒ３ ／ へ Ｐ−Ｎ　　　　　　　　（Ｉ）） ＼ Ｒ２−Ｎ　　　　　　Ｒ４ （式中、Ｒ，、Ｒ２，Ｒ，およびＲ１は同一または異な
ってそれぞれｎ−アルキル基、１ｓｏ−アルキル基、ア
リール基またはトリアルキルシリル基を示す。） で表されるアミノビス（イミノ）ホスホランとからなる
触媒の存在下にエチレンを重合する際、重合時にα、ω
−ジエンを添加して重合させることを特徴とするポリエ
チレンの製造方法に関する。

以下、本発明について詳細に説明を行う。

本発明においてニッケルの価数が０価または２価配位ニ
ッケル化合物としては、具体的にはビスシクロオクタジ
エンニッケル、シクロドデカトリエンニッケル、シクロ
オクタテトラエンニッケル、ビスアリルニッケル等が挙
げられる。

一般式（Ｉ）で表されるアミノビス（イミノ）ホスホラ
ンとしては、具体的には、ビス（トリメチルシリル）ア
ミノ−ビス（トリメチルシリルイミノ）ホスホラン等を
あげることができる。これらの化合物は、例えばＯ，Ｊ
、５ｃｈｅｒｅｒ、Ｎ、Ｋｕｓｈ、Ｃｈｅｒ。

Ｂｅｒ、１０７．２１２３．（１９７４）に従って、ｉ
製することができる。

これら２成分を用いてエチレンを重合するにあたり、Ｎ
ｉ化合物とアミノビス（イミノンホスホランの使用量比
（モル比）は、１０：１〜１：１００が好ましい。各成
分は、固体のまま又は溶媒に溶かしてから重合容器に導
入してもよく、その添加順序はポリマーの構造及び活性
に何ら影響を与えない。

エチレン重合の際に添加するα、ω−ジエンとしては、
炭素数５〜２０の分岐を有してもよいα。

ω−ジエンが好ましく、具体的には、１，４−ペンタジ
ェン、１，５−へキサジエン、１，６−へブタジェン、
１，７−オクタジエン、１，８−ノナジェン、１，９−
デカジエン、１，１３−テトラデカジエン、２−メチル
−１，４−ペンタジェン、２−メチル−１，５−ヘキサ
ジエン、３−メチル−１，５−へキサジエン等が例示で
きる。

これらα、ω−ジエンの使用量は特に限定されないがＮ
ｉと等モル以上使用することにより活性の向上効果が発
現できるがさらに溶媒として使用することもできる。

エチレンの重合は液相中あるいは気相中で行うことがで
きる。重合を液相中で行う場合には、不活性溶媒を用い
ることが好ましい。この不活性溶媒は、当該技術分野で
通常用いられるものであればどれでも使用することがで
きるが、特に炭素数４〜２０の脂肪族炭化水素、芳香族
炭化水素、ハロゲン化炭化水素を用いることができる。

より具体的には、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、オク
タン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、
キシレン、クロルベンゼン、二塩化エチレン　灯油等が
挙げられる。

本発明における重合条件として重合温度は、７８〜３０
０℃、重合圧力は、１〜２００Ｋｇ／ｃシＧの範囲が好
適である。

本発明に従って得られるポリエチレンは、１４０℃、０
−ジクロルベンゼン中でハ１定した極限粘度［η］が０
．００５〜２０ｄｌ／ｇであり、分岐構造としてメチル
分岐を１０００炭素中に１〜６０個、ヘキシル以上の分
岐を１〜６０個有し、かつｇ値が０．５〜０．８で重合
体主鎖と同等の長さをもつ長鎖分岐を有しているもので
ある。α。

ω−ジエンとして１．４−ペンタジェンや１，５−へキ
サジエンを用いた時でも高温、高圧下でラジカル重合で
得られるポリエチレンに存在するエチル分岐、ブチル分
岐が殆ど存在しないものである。この様なポリエチレン
はこれまで低圧法で製造することはできなかったもので
ある。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例によってなんら限定されるもので
はない。

本発明により製造されるポリエチレン構造のうち短鎖分
岐の存在は１３ｃｍＮＭＲにより確認し、その帰属はＪ
、Ｃ，Ｒａｎｄａｌ　ｌ；Ｊ、Ｐｏｌｙｍ、Ｓｃ１．、
Ｐｏ１ｙｌ！１．Ｐｈｙｓ、Ｅｄ、、１１，２７５（１
９７３）を参考にした。

またポリエチレン構造のうち長鎖分岐の存在は１４０℃
、Ｏ−ジクロルベンゼン中、直鎖ポリエチレンの極限粘
度を［η］Ωとし、同一のメルトインデックスを有する
分岐ポリエチレンの極限粘度を［η］としたとき、ｇ−
［η］／［６１ｇで定義される値を用いた。この場合、
ｇ値が１以下であるならば長鎖分岐の存在が示唆される
。

実施例１ 内容積２にのステンレススチール製電磁撹拌型反応器を
十分窒素置換し、トルエン５００ｍ１とビス（１，５−
シクロオクタジエン）ニッケル２．０ｍｍｏｌおよびビ
ス（トリメチルシリル）アミノ−ビス（トリメチルシリ
ルイミノ）ホスホラン２．０ｍｍｏｌとを加え、内温を
２０℃に調節し１．５−へキサジエン６５ｍ１を加えた
。その後エチレンを導入し内圧を２５ｋｇ／ｃｄＧに保
持し、重合反応を３．０時間行った。

反応終了後、未反応のエチレンを除去し、触媒を塩酸−
メタノール溶液で分解した後、メタノール中に投入して
ポリマーを回収し、８時間減圧乾燥し１０５ｇのポリマ
ーを得た。示差熱走査熱量計（ＤＳＣ）より求めた融点
は９５．５℃、１４０℃ジクロルベンゼン中の極限粘度
は１．２３ｄｌ／ｇであった。

得られたポリマーの”Ｃ−ＮＭＲスペクトルを第１図に
示す。２０．４．２７．５，３０．４゜３３．２，３７
．５ｐｐｍにメチル分岐に基づくピークが、１４．３，
２３．１，２７．４゜３０．７，３２．４．３４．６．
３８．３ｐｐｍにヘキシル以上の分岐に基づくピークが
見られ、これ以外には、分岐構造に基づくピークが見ら
れない。又、スペクトルよりメチル分岐、ヘキシル分岐
以上の分岐の数は１０００炭素原子中に両方とも２２個
存在することが解った。又、ｇ値は０．６０であった。

実施例２ 内容積２ｉのステンレススチール製電磁撹拌型反応器を
十分窒素置換しトルエン５００ｍ１とビス（１，５−シ
クロオクタジエン）ニッケル２．０ｍｍｏｌおよびビス
（トリメチルシリル）アミノ−ビス（トリメチルシリル
イミノ）ホスホラン２．０ｍｍｏｌを加え、内温を２０
℃に調節し、１，４−ペンタジェン５０ｍ１を加えた。

その後エチレンを導入し内圧を２５ｋｇ／ｃ♂Ｇに保持
し、重合反応を３時間行った。

反応終了後、未反応のエチレンを除去し、触媒を塩酸−
メタノール溶液で分解した後、メタノール中に投入して
ポリマーを回収し、８時間減圧乾燥し１００ｇのポリマ
ーを得た。ＤＳＣより求めた融点は９５．０℃、１４０
℃ジクロルベンゼン中の極限粘度は１．２２ｄｌ／ｇで
あった。

メチル分岐の数が１０００炭素原子中に２１個。

ヘキシル以上の分岐の数が１０００炭素原子中に２４個
存在した。又、ｇ値は０．６３であった。

メチル分岐の数が１０００炭素原子中１９個。

ヘキシル以上の分岐の数が１０００炭素原子中に２２個
存在した。又、ｇ値は０．６１であった。

実施例３ 内容積２ｉのステンレススチール製電磁撹拌型反応器を
十分窒素置換しトルエン５００ｍ１とビス（１，５−シ
クロオクタジエン）ニッケル２．０ｍｍｏｌおよびビス
（トリメチルシリル）アミノ−ビス（トリメチルシリル
イミノ）ホスホラン２．０ｍｍｏｌを加え、内温を２０
℃に調節し、１，９−デカジエン９０ｍ１を加えた。そ
の後エチレンを導入し内圧を２５ｋｇ／ＣｄＧに保持し
、重合反応を３時間行った。

反応終了後、未反応のエチレンを除去し、触媒を塩酸−
メタノール溶液で分解した後、メタノール中に投入して
ポリマーを回収し、８時間減圧乾燥し６５ｇのポリマー
を得た。ＤＳＣより求めた融点は９６．８℃、１４０℃
ジクロルベンゼン中の極限粘度は１．２５ｄｌ／ｇであ
った。

実施例４ 内容ｆａ２１のステンレススチール製電磁撹拌型反応器
を十分窒素置換しトルエン５００ｒｒ＋１とビス（１，
５−シクロオクタジエン）ニッケル２．０ｍｍｏｌおよ
びビス（トリメチルシリル）アミノ−ビス（トリメチル
シリルイミノ）ホスホラン２．０ｍｍｏｌを加え、内温
を２０℃に調節し、１，１３−テトラデカジエン１３０
ｍ１を加えた。その後エチレンを導入し内圧を２５　Ｋ
ｇ／　ｃ４Ｇに保持し、重合反応を３時間行った。

反応終了後、未反応のエチレンを除去し、触媒を塩酸−
メタノール溶液で分解した後、メタノール中に投入して
ポリマーを回収し、８時間減圧乾燥し６０ｇのポリマー
を得た。ＤＳＣより求めた融点は９６．８℃、１４０℃
ジクロルベンゼン中の極限粘度は１．１８ｄｌ／ｇであ
った。

メチル分岐の数が１０００炭素原子中に２０個、　４、
図面の簡単な説明ヘキシル以上の分岐の数が１０００炭
素原子中に　　　第１図は、実施例１で１移られたポリ
エチレンの２１個存在した。又、ｇ値は０．６２であっ
た。　　１３ｃｍＮＭＲスペクトルを表す図であるＯ比
較例 実施例１で１，５−へキサジエンを添加しない以外は、
実施例１と同様にエチレンを重合し１６ｇのポリマーを
得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ニッケルの価数が０価または２価の配位ニッケル
   化合物と下記一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３およびＲ＿４は同一ま
   たは異なってそれぞれｎ−アルキル基、ｉｓｏ−アルキ
   ル基、アリール基またはトリアルキルシリル基を示す。 ） で表されるアミノビス（イミノ）ホスホランとからなる
   触媒の存在下にエチレンを重合する際、重合時にα，ω
   −ジエンを添加して重合させることを特徴とするポリエ
   チレンの製造方法。