JPH04226519A - ポリマーの製造方法 - Google Patents
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F293/00—Macromolecular compounds obtained by polymerisation on to a macromolecule having groups capable of inducing the formation of new polymer chains bound exclusively at one or both ends of the starting macromolecule
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F297/00—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
- C08F297/02—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type
- C08F297/04—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
- C08F297/044—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer using a catalyst of the anionic type polymerising vinyl aromatic monomers and conjugated dienes using a coupling agent
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂状コポリマーに関
する。一態様において、本発明は、改良された溶融強度
特性を有する多モード(polymodal)樹脂状ブ
ロック コポリマー製造用の新規の製造方法に関する
。 【0002】 【従来の技術】樹脂状ブロック コポリマーは、種々
の逐次重合工程を使用する方法によって製造されてきた
。 樹脂状ブロック コポリマーの分野における先駆的発
明には、KitchenおよびSzallaに交付され
たU.S.P.No. 3,639,517、Fodo
rに交付されたU.S.P.No. 4,080,40
7およびKitchenに交付されたU.S.P.No
.4,091,053がある。 【0003】種々のモノマー添加順序および各種のカッ
プリング剤によって製造された種々のブロック構造を有
する実質的に透明なブロック コポリマー樹脂の製造
には多くの努力が払われてきた。 【0004】実質的に透明なブロック コポリマー樹
脂の比較的重要な用途の一つは、慣用の射出および吹込
成形における使用に適している熱可塑性ポリマー用とし
ての需要がある包装および関連産業における用途および
容器、チューブ、フィルムなどにプラスチックを形成す
る他の方法における用途である。熱可塑性樹脂の吹込成
形が要求される用途に対しては、比較的大きい部材を吹
込成形するときパリソンが自立できる程度の十分な溶融
強度を有することが重要である。比較的良好な溶融強度
は通常低いメルトフローに関連するが、メルトフローは
加工適性を維持するために十分高くなければならない。 【0005】 【本発明の要約】本発明によって、改良された溶融強度
特性を有する樹脂状コポリマーが提供される。本発明に
よって加工適性を維持すると同時に良好な溶融強度を有
する樹脂状コポリマーも提供される。本発明の別の態様
において、これらの樹脂状コポリマーの製造方法も提供
される。 【0006】本発明によれば、装入物の少なくとも1種
が共役ジェンであり、装入物の少なくとも1種がモノビ
ニル アレーンである少なくとも2種の装入物を溶液
重合させ、次いで多官能性カップリング剤を装入し、そ
して最終装入物が本質的に2官能性カップリング剤から
成る逐次装入共重合方法によってコポリマーが製造され
る。 【0007】 【詳細な説明】 本発明のポリマーは、少なくとも1種の共役ジェンと少
なくとも1種のモノビニル アレーンとの樹脂状、多
モード ブロック コポリマーであることが特徴で
あり、かつ、最終生成物の少なくとも一部が分枝状結合
特性を有するように製造される。 【0008】コポリマーは約55〜95、好ましくは6
0〜90、さらに好ましくは65〜85重量%の共重合
モノビニル芳香族化合物(モノビニル アレーン)お
よびそれに応じて約45〜5、40〜10または35〜
15重量%の共重合共役ジェンを含有する。樹脂状多モ
ード ブロック コポリマーの結合部分には、線状
または放射状コポリマー分子の各々の伸びたアーム上に
末端ポリビニル アレーンブロックを有し、さらにカ
ップリング剤残基による内部ブロックの任意の介在とは
関係なくポリ共役ジェンの中心内部ブロックを含有する
。樹脂状、コポリマー多モード生成物は、ポリ(モノビ
ニル アレーン)−ポリ(共役ジェン)の線状非結合
ブロック コポリマー部分も含有し;線状非結合ブロ
ック コポリマー含量は、樹脂状生成物の全体の性質
に関して重要な部分であると考えられる。 【0009】本発明によらないで製造したコポリマーと
の比較において、本発明のコポリマーの好ましい装入順
序および特性の試験を次の詳細な説明および表に示す。 本発明のコポリマーが改良された溶融強度特性を示す点
でこの結果の相異は有意義である。 【0010】重 合 溶融重合方法は、当業界において公知のように、約−1
0°〜150℃、さらに通常には約0°〜110℃の範
囲内のような任意の好適な温度、反応混合物を液体に維
持するのに十分な圧力で炭化水素希釈剤中において行う
。好ましいのは、単独またはペンタンもしくはイソオク
タンとの混合物のシクロパラフィンである。現在好まし
いのはシクロヘキサンである。公知のように、テトラヒ
ドロフランのような少量の極性化合物をジェンポリマー
ブロックのビニル制御および(または)モノビニル
アレーン重合用の第一アルキル リチウム開始剤
のようなある種の開始剤の効果を改良するために希釈剤
中に含ませることができる。U.S.P.No. 3,
639,517(KitchenおよびSzalla)
、U.S.P.No. 4,080,407(Ford
or)およびU.S.P.No. 4,091,053
(Kitchen)には重合方法が開示されており本明
細書の参考になる。 【0011】使用できる共役ジェン モノマーは、4
〜6個の炭素原子を含有し、かつ、1,3−ブタジェン
、2−メチル−1,3−ブタジェン、2−エチル−1,
3−ブタジェン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジェ
ンおよび1,3−ペンタジェン並びにこれらの混合物が
含まれる。現在好ましいのは、1,3−ブタジェンであ
る。 【0012】使用できるモノビニル芳香族モノマーは8
〜12個の炭素原子を含有し、かつ、スチレン、α−メ
チル スチレン、p−ビニル トルエン、m−ビニ
ル トルエン、o−ビニル トルエン、4−エチル
スチレン、3−エチル スチレン、2−エチル
スチレン、4−t−ブチル スチレンおよび2,4
−ジメチル スチレン並びにこれらの混合物が含まれ
る。現在好ましいのはスチレンである。 【0013】開始剤は、この目的用として公知の任意の
有機アルカリ金属化合物でよい。好ましく使用されるの
は、Rがヒドロカルビル脂肪族、脂環式または芳香族基
、好ましくはアルキルであり、そしてMがアルカリ金属
、好ましくはリチウムである式RMに相当するヒドロカ
ルビル モノアルカリ金属化合物である。現在のとこ
ろ好ましいのは、sec−およびn−ブチル リチウ
ムのようなアルキル モノリチウム開始剤である。使
用するモノアルカリ金属基剤開始剤の量は、当業界で公
知のように所望ポリマーまたは増分的ブロック分子量に
依存し、かつ、供給流中における痕跡の毒を適切に考慮
に入れて所望する分子量範囲から容易に決定できる。 【0014】重合は空気または湿分の実質的な不存在下
、好ましくは不活性雰囲気下で行う。得られるポリマー
は、ポリマー鎖の末端にアルカリ金属原子が配置されて
いる分子を非常に高い率で含有する。もちろん、水また
はアルコールのような供給物中に存在する痕跡の不純物
は、形成されるモノアルカリ金属を末端とするポリマー
の量を減少させる傾向がある。その後に、カップリング
工程を行う。 【0015】カップリング反応 本出願において使用する「カップリング」(Coupl
ing)の用語は、1個以上のカップリング原子または
部分によって、2個以上のリビングモノアルカリ金属末
端のポリマー鎖を一緒にし、かつ、結合させることを表
わす。 【0016】典型的には、カップリング剤の全量は、約
0.1〜10phm(重合において使用される全モノマ
ー100重量部当りの部数)の範囲内であり、現在のと
ころ、約0.2〜1phmが好ましい。 【0017】本出願の目的のために、多官能性(pol
y−またはmultifunctional)カップリ
ング剤は、ポリマーリチウムとの反応用の3個以上の活
性部位を有するカップリング剤と定義する。本発明の方
法の第1カップリング工程において有用であると考えら
れる多官能性カップリング剤には、Si(OR)4 、
HSi(OR)3 、RSi(OR)3 ;【化1】 のような環状無水物および 【化2】 のようなそれらのエステルおよびジエステルが含まれる
。 【0018】(上式中、Rは1〜約18個の炭素原子を
含有するアルキル基であり、1〜4個の炭素原子を有す
るアルキル基が好ましい。) 【0019】好適な多官能性カップリング剤の例には、
テトラメトキシ シラン、テトラエトキシ シラン
、テトラブトキシ シラン、 テトラドデシロキシ
シラン、トリメトキシ シラン、トリエトキシ
シラン、トリヘキシロキシ シラン、無水フタル酸
、1,2−ジシクロヘキサンジ無水カルボン酸、ジメチ
ル フタレート、ジブチル フタレート、ジエチル
1,2−シクロヘキサン ジカルボキシレート、
ジメチル イソフタレート、ジヘキシル イソフタ
レート、ジメチル テレフタレート、ジエチル テ
レフタレート、ジドデシル テレフタレートなどが含
まれる。エステルおよび無水物の各アシル基は、2個の
分子のポリマー リチウムがアシル基と反応できるか
らカップリング用としては2官能性と見做される。他の
受入れられる多官能性カップリング剤は、マルチイソシ
アネート、マルチイミン、マルチ無水物、マルチハライ
ド、特にハロシラン、マルチエステルおよびマルチケト
ンである。現在のところ好ましいのは、テトラエトキシ
シラン、テトラメトキシ シラン、トリメトキシ
シランおよびトリエトキシ シランのようなアルコキ
シ シランおよびジメチル イソフタレートのよう
なエステルである。最も好ましいのはテトラエトキシ
シランおよびテトラメトキシシランである。2種以上
の多官能性カップリング剤も使用できる。 【0020】第1カップリング工程は、第2カップリン
グ剤を添加する前に実質的に完全に反応させるべきであ
る。両種類のカップリング剤を一緒に添加した場合には
、2官能性カップリングが優勢であろう。第1カップリ
ング工程の進行は、ゲル透過クロマトグラフィー(GP
C)によって測定できる。すなわち、本質的に2官能性
カップリング剤を使用して製造した生成物のGPC曲線
に比較して多官能性分枝が、数個の新しいピークの出現
によって示される。 【0021】本発明の方法の第2カップリング工程にお
いて有用と考えられているカップリング剤には、ジアル
デヒド、ジケトン、ジハロシラン、ジエポキシド、モノ
エステル、ラクトン、植物油、エポキシ化植物油などの
ような当業界で公知である広範囲の本質的に2官能性カ
ップリング剤が含まれる。これらの例には、ヘキサンジ
オール、フタル アルデヒド、2,5−ヘキサン
ジオン、ジクロロジメチルシラン、ジクロロ ジフェ
ニル シラン、ブタジェン ダイマージエホキシド
、メチルベンゾエート、ブチロラクトン、精製大豆油、
エポキシ化大豆油などが含まれる。本発明の第2カップ
リング工程用の本質的に2官能性カップリング剤として
現在好ましいのは、エポキシ化大豆油である。最も好ま
しいのは、Viking Chemical社からの
Vikoflex 7170のようなエポキシ化大豆
油である。 【0022】異種の官能基を含む2種以上の本質的に2
官能性カップリング剤も使用できる。 【0023】2つのカップリング工程のいずれかにおい
てカップリング剤の任意の有効量が使用できる。量は特
に必須条件とは考えられていないが、第1カップリング
工程においてはゲル透過クロマトグラフィーによって測
定されるような多官能性カップリングが得られるのに十
分な量が現在好ましい。第1カップリング工程において
、添加される多官能性カップリング剤の量は、生長して
いるポリマー鎖の全部を完全にカップリングするには不
十分であることが肝要である。第2カップリング工程に
おいて使用する2官能性カップリング剤の量は、カップ
リングを完結させるのに要する量に等しいかこれより過
剰である。 【0024】第1工程における多官能性カップリング剤
の量は、カップリング剤の全量の約5〜80重量%、好
ましくは10〜50重量%、さらに好ましくは15〜3
0重量%である。第2工程における本質的に2官能性カ
ップリング剤の量は、全カップリング剤の約95〜20
重量%、好ましくは90〜50重量%、さらに好ましく
は85〜70重量%である。 【0025】この反応は、第1カップリング工程におい
て多官能性カップリング、そして第2カップリング工程
において2官能性カップリングを起こすのに十分な条件
下で行う。カップリング工程の温度は任意の有効な温度
でよく、一般に、約30〜約150℃の間である。好ま
しくはこの温度は、50〜130℃の間であり、さらに
好ましくは80〜110℃である。第1および第2カッ
プリング工程の温度は同じでも異ってもよい。比較的高
い反応温度のような過度の物理的条件は、有害な反応を
最小にするために第2カップリング工程では避けるべき
である。 【0026】ポリマーの回収 2工程カップリング方法の終りで、系を水、アルコール
、フェノールまたは線状飽和脂肪族モノ−およびジ−カ
ルボン酸のような活性水素化合物で処理する。好ましく
は、ポリマー セメント、すなわち、重合溶媒中にお
けるポリマーを水および二酸化炭素のような停止剤で処
理してポリマーからリチウムを除去する。 【0027】次いで、樹脂を例えばヒンダード フェ
ノールと有機ホスファイトとの組合せ、特に、オクタデ
シル 3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒ
ドロキシフェニル)プロピオネートとトリス−ノニル
フェニル ホスファイトとの組合せのような好適な
安定剤で安定化させる。安定化後に、炭化水素希釈剤を
ポリマー溶液から追出し、固形分含量を増加させる。 【0028】得られたコポリマーは、4.9kg荷重を
使用する200℃でのASTM D1238−86に
よるメルトフロー、約1〜約15g/10分;さらに好
ましくは約5〜約10g/10分;最も好ましくは約6
〜約8g/10分を有する。 【0029】コポリマー 本発明の方法によって製造された多モード、樹脂状ブロ
ック コポリマーは、多官能性カップリング剤および
本質的に2官能性カップリング剤によって結合された2
個以上の異なる長さのブタジェン−スチレン コポリ
マーの混合物を含有する。多官能性カップリング剤によ
って結合されたポリマーの部分は、実質的に分枝状であ
り;2官能性カップリング剤によって結合されたポリマ
ーの部分は実質的に線状である。 【0030】次の実施例では、使用した実験方法および
この方法によって得られた多モードブロック コポリ
マーをさらに詳細に説明する。 【0031】 【実施例】次の実施例においては、乾燥シクロヘキサン
(85%)、ブタジェン(Texas EL Pa
so)、およびスチレン(Stirling Che
mical)を使用した。乾燥シクロヘキサンおよびス
チレンに窒素を吹付けそして溶剤およびモノマーは装入
タンク内に貯蔵した。乾燥、抑制されないモノマーは深
いフリーザー中に貯蔵した。n−ブチルリチウムはLi
thium Corporation of A
mericaから購入し、かつ、シクロヘキサン中の2
重量%溶液として装入した。カップリング剤を下記に示
す: カップリング剤 供給
源 装入溶液
テトラメトキシ シラン P
CR Inc. シクロヘキサン中
0.2g/mlテトラエトキシ シラン P
CR Inc. シクロヘキサン中
0.2g/mlジメチルイソフタレート Al
drich テトラヒドロフラン中
0.2g/mlエポキシ化植物油
Viking Chemical シクロヘキサン中
0.5g/ml(Vikoflex 7170) ─────────────────────────
──────────【0032】重合は、8.8リッ
トルのステンレス鋼反応器中において行った。モノマー
、溶剤および開始剤装入タンクを反応器に直接ラインで
接続した。反応器に装入した溶剤、モノマーおよび開始
剤の重量は、電子秤上の重量の差の測定によって決定し
た。圧力は窒素によって維持し、重合は50℃でいった
ん開始したら断熱的であった。必要な場合には、水ジャ
ケットに自動制御水蒸気添加によって加温を制御した。 【0033】カップリング剤およびn−ブチル リチ
ウム量を変化させた次の重合処方を実施例において使用
した。phmは全モノマー装入物100重量部当りの部
数における量である 【0034】 重合処方 成 分
濃度(phm) シクロヘキサン
210 スチレン
75 ブタジェン
25 テトラ ヒドロ
フラン(THF)
0.04 n−ブチル リチウム
約0.18 カップリング剤
0.40──────
─────────────────────────
─────【0035】 【0036】a. モノマー、開始剤または添加剤の
各々の添加後に、供給ラインを91gのシクロヘキサン
溶剤で洗浄した。 b. 第3番目のn−ブチル リチウム装入は、最
終メルトフローが7.0〜9.0g/10分になるよう
に調整した。 c. 多官能性カップリング剤の量(x)は変化させ
る。 多官能性および2官能性カップリング剤の合計量は0.
4phmであり;従って2官能性カップリング剤の量は
0.4phmとxとの間の差である。 【0037】シクロヘキサンは、ポリマー中に約14重
量%のシクロヘキサンを残して樹脂から追出した。ポリ
マーは真空炉中(92℃)で1時間乾燥させ、細断し、
真空炉中でさらに1時間乾燥させた。 【0038】ポリマーの分子量は、溶媒としてテトラヒ
ドロフランを使用し、UV検出器を使用し、Water
s Ultrastyragelカラムを使用してゲ
ル透過クロマトグラフィーによって測定した。メルトフ
ローは、4.9kgの荷重を使用し、200℃で押出プ
ラントメーターを使用したASTM D1238−8
6によって測定した。 【0039】本発明ポリマーの「垂れ下り試験」(Sa
g test)は押出シートを使用して行った。この
試験はComet Labmaster Mode
l L−5Thermoformerを使用し、下部
ヒーターを最大限にし、上部ヒーターを切って行った。 滞留時間は60秒であり、垂れ下りを測定した。シート
の厚さはTMI Model 549マイクロメー
ターで測定した。約35.5cm×約15.5cmの試
料を使用した。試料は長い寸法の末端で掴み、クランプ
間の距離は33cmであった。 【0040】ポリマーの溶融強度を表示する実験室試験
を開発した。Rheometrics Mechan
ical Spectrometer(RMS)(R
heometrics,Inc.Piscaway,N
J)は一定応力での時間に対する歪を測定する。低い歪
速度は、比較的多い鎖のからみ合いおよび高い歪速度よ
り高い溶融強度を示す。歪速度試験は、円錐およびプレ
ート形状で行い、1×104 dynes/cm2 の
一定応力を使用し、190℃で時間に対する歪を測定す
る。試験実験を行う前にRMSを平衡温度にするために
最低4時間の加温時間を使用した。ポリマーの溶融速度
も分子量の関数であるから歪速度は同じメルトフローを
有する試料間で比較すべきである。 【0041】実施例1 本実施例では、リビング ポリマーを多官能性カップ
リング剤〔テトラエトキシ シラン−(OEt)4
Si〕で部分的にカップリングし、かつ、慣用の、本質
的に2官能性カップリング剤(Vikoflex 7
170)でカップリングを完結させることによって、改
良された溶融強度を有するブタジェン スチレンコポ
リマーの製造を説明する。 【0042】ポリマーを表1に要約する。ポリマー1お
よび2は、多官能性カップリング剤を使用せずViko
flexカップリング剤を使用して異なるメルトフロー
になるように製造した対照樹脂である。ポリマー3〜7
は、n−ブチル リチウム、テトラエトキシ シラ
ンおよびVikoflexの異なる量を使用して製造し
た発明ポリマーである。 【0043】これらのポリマーの190℃での%/分で
示したRheometrics Mechanica
l Spectrometer(RMS)の歪速度(
表1)は、同じ粘度の対照ポリマーより低い値(高い溶
融強度)を示す。値の相異を明瞭に示すために、表1か
らの歪速度値を図1にポリマーのメルフローに対してプ
ロットする。2種の対照ポリマーの点を通って引いた線
は、メルトフローと歪速度との通常の関係を示す。この
線から下に下がる試料は低歪速度であり、同じメルトフ
ローを有する対照ポリマーにまさる改良された溶融強度
を示すことが予想され。発明試料3〜7は明らかに線の
下であることは、2−工程カップリングによる改良され
た溶融強度を示す。 【0044】ゲル透過クロマトグラフィーは、ポリマー
構造に関する情報を提供する。対照ポリマー1は、1.
55のMw/Mn比において、138,000原子質量
単位(amu)の重量平均分子量および89,000a
muの数平均分子量(Mn)であるが、対照ポリマー2
は1.62のMw/Mn比を有する。発明ポリマー4は
、1.69のMw/Mn比において156,000am
uのMwおよび92,000amuのMnを有するが、
ポリマー6は1.72のMw/Mnを有する。 【0045】 【表1】
表 1
テトラエトキシシラン カップリング
カップリング剤、phm
NBL phm No.1
No.2 メルトフロー 歪速度ポリマー
No.1 No.2 No.3 (E
tO)4 Si Vikoflex g/10分
%/ 分 1a 0.031
0.032 0.100 −0−
0.40 7.5
141 2a 0.031 0.0
32 0.095 −0− 0.
40 5.9 113
3 0.031 0.032 0
.140 0.08 0.32
8.3 117 4
0.031 0.032 0.128
0.08 0.32 6.
0 91 5
0.031 0.032 0.132 0.
08 0.32 6.8
103 6 0.031
0.062 0.070 0.08
0.32 6.6
113 7 0.031 0.0
32 0.123 0.08 0.
32 5.4 86
a 対照実験 【0046】実施例2 本実施例においては、多官能性カップリング剤としてテ
トラ メトキシ シラン〔(OMe)4 Si〕を
使用した。ポリマー配合および歪速度を表2に示す。メ
ルトフローに対してプロットしたポリマー歪速度のプロ
ットを図2に示す。ポリマー8〜12は対照ポリマー1
および2の点を通って引いた線より十分下の歪速度を有
する。 【0047】 【表2】
表 2
テトラエトキシシラン カップリング
カップリング剤、phmポリマー
NBL, phm No.1 No
.2 メルトフロー 歪速度 No.
No.1 No.2 No.3 (M
eO)4 Si Vikoflex g/10分
%/ 分 8 0.031
0.032 0.135 0.04
0.36 7.0
108 9 0.031 0.0
40 0.135 0.06 0.
34 7.7 130
10 0.034 0.034 0
.125 0.06 0.34
8.8 122 11
0.034 0.034 0.113
0.06 0.34 6.
4 75 12
0.031 0.034 0.135 0.
06 0.34 5.2
85 【0048 】ポリマー9のゲル
透過クロマトグラフィー検査では、Mw/Mn比、1.
75において166,000amuのMwおよび95,
000amuのMnを示す。 【0049】2官能性カップリング剤のみを使用して製
造したポリマーと比較した本発明によって製造したポリ
マー間の構造の相異は、ゲル透過クロマトグラフィーに
よって製作した分子量分布曲線(MWD)において容易
に分かる。縦座標(垂直)目盛はピークの大きさを表わ
し、横座標(水平)目盛は図の比較用の任意の単位にお
けるgpcの溶離数を表わす。図3において、曲線3a
は、2官能性カップリング剤を使用して製造した典型的
対照ポリマーのMWD曲線である。曲線3b,3cおよ
び3dは、ポリマー8の製造において使用したのと同様
な方法で製造したポリマーの重合の間の数点での重合混
合物のMWD曲線である。曲線3bは、全3回のn−ブ
チル リチウム装入後のMWDを示し、かつ、任意の
カップリング前の3種の異なるポリマー セグメント
が明瞭に示されている。多官能性カップリング(曲線3
c)はgpc図形を示し、特に、比較的大きい(最高分
子量)ピークを示す。Vikoflexカップリング工
程(曲線3d)後には、曲線にさらに変化が起こる。曲
線3dと3aとの比較では、本発明によるMWDにおけ
る変化を明瞭に示している。 【0050】実施例3 多官能性カップリング剤としてジメチル イソフタレ
ート(DMIP)を使用して数種のポリマーを製造した
。 ポリマー13,14および15を、それらのメルトフロ
ーおよび歪速度と共に表3に示す。歪速度に対するポリ
マー メルトフローの図4のプロットは、ポリマー1
3および14が2種の対照ポリマーを通る線の下にある
。 DMIPを使用して製造したポリマーは、異常に低いM
w/Mn比を有する。Mw/Mn比1.11においてポ
リマー14は、139,000amuのMwおよび12
5,000amuのMnを有する。ポリマー15はわず
か1.06のMw/Mn比を有することは、これらの条
件下での比較的低い多官能性カップリングを示している
。DMIPは、シクロヘキサン中において比較的低い溶
解度を有する。ポリマー15において使用した比較的低
い量のDMIP(0.06phm)では、良好な溶融強
度のための十分な多官能性カップリングを得るためには
、比較的長い反応時間が必要と考えられる。 【0051】 【表3】
表 3
ジメチルイソフタレート カップリング
カップリング剤、phmポリマー
NBL, phm No.1 N
o.2 メルトフロー 歪速度 No.
No.1 No.2 No.3
DMIP a Vikoflex g/10分
%/ 分 13 0.03
1 0.032 0.132 0.08
0.32 8.2
111 14 0.031 0.
032 0.125 0.08 0
.32 6.0 84
15 0.031 0.032
0.125 0.06 0.34
6.8 158
a DMIP=ジメチル イソフタレート【00
52】実施例4 本発明によって製造したポリマーの有利性をさらに証明
するために垂れ下り試験を使用した。厚さ約0.57m
mのシートをポリマーから押出し、かつ、熱成形機中に
保持した。シートを60秒間加熱した後、垂れ下り量を
測定した。表4に示すように、多官能性カップリング剤
および2官能性カップリング剤の両者を使用して製造し
たポリマーは、多官能性カップリングなしで製造した対
照ポリマーより少ない垂れ下りを示した。比較的高い溶
融強度のポリマーは、低い溶融強度を有するポリマーよ
り垂れ下りが少ないことが予想できるであろう。 【0053】 【表4】
表 4
垂れ下り試験 ポ
リマー
メルトフロー シート厚さ 垂れ下り
No. カップリング剤
g/10分 mm
mm 1a Vik
oflex,0.4 phm
7.5 0.58
66.7 2a Vikoflex
,0.4 phm
5.9 0.58
54.0 5 テトラエトキシ シラン 0.
08 phm/ 6.8 0
.56 54.0 Vik
oflex,0.32 phm 6 テトラキ
シ シラン 0.08 phm/
6.6 0.56 57
.2 Vikoflex,0.32 p
hm 8 テトラメトキシ シラン 0.0
4phm/ 7.0 0.
56 46.6 Viko
flex,0.36 phm 9 テトラメト
キシ シラン 0.06phm/ 7.7
0.56 50.8
Vikoflex,0.34 phm
a 対照ポリマー。 【0054】垂れ下がり試験結果は、図5にポリマーの
メルフロー値に対してプロットした。発明試料の全ての
点は、対照線より下であることは2−工程法カップリン
グを使用して製造したポリマーの溶融強さが良好である
ことを示している。 【0055】実施例5 上記試料からの数種のポリマーの物理的性質を、評価用
の射出成形試料によって測定した。この結果を表5に示
す。ポリマー16および17は対照ポリマーであり、ポ
リマー1および2と同様な方法であるが比較的大きい容
積の反応器を使用して製造した。ポリマー18はポリマ
ー5と同様な方法でテトラエトキシ シランを使用し
たが、比較的大きい容積の反応器を使用して製造した。 ポリマー16,17および18は、g/10分における
メルトフロー値、それぞれ、6.1および8.5を有し
た。ポリマー16,17および18の%/分における歪
速度は、それぞれ、100、143および85であった
。 【0056】 【表5】
表 5
ポリマーの物理的性質試料
曲 げ
引張り,MPa 伸び %
IzodNo. 曇り/青色度 モジュラス
降伏 破断 降伏 破断
衝撃a 16b 2.0 /−4.5
1489 28 30
4.2 264 10.
317b 1.6 /−6.4 148
8 27 30
4.4 265 16.718c
3.6 /−3.5 1448
27 26 4.1
233 12.8 3c 4.9 /
−4.4 1472 26
27 3.4 236
16.310d 3.1 /−3.2
1509 31 26
4.2 231 11
.211d 4.5 /−3.2 14
09 30 30
4.2 282 15.113e
1.9 /−7.9 1408
23 26 4.6
252 31.714e 3.2
/−4.8 1457 27
29 4.2 261
14.115e 2.0 /−6.3
1455 25 28
4.2 264 1
8.7【0057 】a ノッチ付 Izod,J/
Mb 対照ポリマー Vikoflexカップリング
c テトラエトキシ シラン/Vikoflexカッ
プリング d テトラメトキシ シラン/Vikoflexカッ
プリング e ジメチル イソフタレート/Vikoflexカ
ップリング 【0058】表5における結果は、発明ポリマーが対照
ポリマーと同様な物理的性質を有することを示している
。物理的性質の変化は、メルトフローにおける差の結果
としても観察される。これらの結果は、本発明の2−工
程カップリング法が成形物品の性質の減少を生じないこ
とを示す。 【0059】本発明の方法およぴポリマーを説明の目的
で詳細に記述してきたが、本発明の方法およびポリマー
がこれによって限定されると解釈すべきではない。本特
許は、本特許の精神および範囲内のすべての変更および
改良態様を包含する積りである。 【0060】
する。一態様において、本発明は、改良された溶融強度
特性を有する多モード(polymodal)樹脂状ブ
ロック コポリマー製造用の新規の製造方法に関する
。 【0002】 【従来の技術】樹脂状ブロック コポリマーは、種々
の逐次重合工程を使用する方法によって製造されてきた
。 樹脂状ブロック コポリマーの分野における先駆的発
明には、KitchenおよびSzallaに交付され
たU.S.P.No. 3,639,517、Fodo
rに交付されたU.S.P.No. 4,080,40
7およびKitchenに交付されたU.S.P.No
.4,091,053がある。 【0003】種々のモノマー添加順序および各種のカッ
プリング剤によって製造された種々のブロック構造を有
する実質的に透明なブロック コポリマー樹脂の製造
には多くの努力が払われてきた。 【0004】実質的に透明なブロック コポリマー樹
脂の比較的重要な用途の一つは、慣用の射出および吹込
成形における使用に適している熱可塑性ポリマー用とし
ての需要がある包装および関連産業における用途および
容器、チューブ、フィルムなどにプラスチックを形成す
る他の方法における用途である。熱可塑性樹脂の吹込成
形が要求される用途に対しては、比較的大きい部材を吹
込成形するときパリソンが自立できる程度の十分な溶融
強度を有することが重要である。比較的良好な溶融強度
は通常低いメルトフローに関連するが、メルトフローは
加工適性を維持するために十分高くなければならない。 【0005】 【本発明の要約】本発明によって、改良された溶融強度
特性を有する樹脂状コポリマーが提供される。本発明に
よって加工適性を維持すると同時に良好な溶融強度を有
する樹脂状コポリマーも提供される。本発明の別の態様
において、これらの樹脂状コポリマーの製造方法も提供
される。 【0006】本発明によれば、装入物の少なくとも1種
が共役ジェンであり、装入物の少なくとも1種がモノビ
ニル アレーンである少なくとも2種の装入物を溶液
重合させ、次いで多官能性カップリング剤を装入し、そ
して最終装入物が本質的に2官能性カップリング剤から
成る逐次装入共重合方法によってコポリマーが製造され
る。 【0007】 【詳細な説明】 本発明のポリマーは、少なくとも1種の共役ジェンと少
なくとも1種のモノビニル アレーンとの樹脂状、多
モード ブロック コポリマーであることが特徴で
あり、かつ、最終生成物の少なくとも一部が分枝状結合
特性を有するように製造される。 【0008】コポリマーは約55〜95、好ましくは6
0〜90、さらに好ましくは65〜85重量%の共重合
モノビニル芳香族化合物(モノビニル アレーン)お
よびそれに応じて約45〜5、40〜10または35〜
15重量%の共重合共役ジェンを含有する。樹脂状多モ
ード ブロック コポリマーの結合部分には、線状
または放射状コポリマー分子の各々の伸びたアーム上に
末端ポリビニル アレーンブロックを有し、さらにカ
ップリング剤残基による内部ブロックの任意の介在とは
関係なくポリ共役ジェンの中心内部ブロックを含有する
。樹脂状、コポリマー多モード生成物は、ポリ(モノビ
ニル アレーン)−ポリ(共役ジェン)の線状非結合
ブロック コポリマー部分も含有し;線状非結合ブロ
ック コポリマー含量は、樹脂状生成物の全体の性質
に関して重要な部分であると考えられる。 【0009】本発明によらないで製造したコポリマーと
の比較において、本発明のコポリマーの好ましい装入順
序および特性の試験を次の詳細な説明および表に示す。 本発明のコポリマーが改良された溶融強度特性を示す点
でこの結果の相異は有意義である。 【0010】重 合 溶融重合方法は、当業界において公知のように、約−1
0°〜150℃、さらに通常には約0°〜110℃の範
囲内のような任意の好適な温度、反応混合物を液体に維
持するのに十分な圧力で炭化水素希釈剤中において行う
。好ましいのは、単独またはペンタンもしくはイソオク
タンとの混合物のシクロパラフィンである。現在好まし
いのはシクロヘキサンである。公知のように、テトラヒ
ドロフランのような少量の極性化合物をジェンポリマー
ブロックのビニル制御および(または)モノビニル
アレーン重合用の第一アルキル リチウム開始剤
のようなある種の開始剤の効果を改良するために希釈剤
中に含ませることができる。U.S.P.No. 3,
639,517(KitchenおよびSzalla)
、U.S.P.No. 4,080,407(Ford
or)およびU.S.P.No. 4,091,053
(Kitchen)には重合方法が開示されており本明
細書の参考になる。 【0011】使用できる共役ジェン モノマーは、4
〜6個の炭素原子を含有し、かつ、1,3−ブタジェン
、2−メチル−1,3−ブタジェン、2−エチル−1,
3−ブタジェン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジェ
ンおよび1,3−ペンタジェン並びにこれらの混合物が
含まれる。現在好ましいのは、1,3−ブタジェンであ
る。 【0012】使用できるモノビニル芳香族モノマーは8
〜12個の炭素原子を含有し、かつ、スチレン、α−メ
チル スチレン、p−ビニル トルエン、m−ビニ
ル トルエン、o−ビニル トルエン、4−エチル
スチレン、3−エチル スチレン、2−エチル
スチレン、4−t−ブチル スチレンおよび2,4
−ジメチル スチレン並びにこれらの混合物が含まれ
る。現在好ましいのはスチレンである。 【0013】開始剤は、この目的用として公知の任意の
有機アルカリ金属化合物でよい。好ましく使用されるの
は、Rがヒドロカルビル脂肪族、脂環式または芳香族基
、好ましくはアルキルであり、そしてMがアルカリ金属
、好ましくはリチウムである式RMに相当するヒドロカ
ルビル モノアルカリ金属化合物である。現在のとこ
ろ好ましいのは、sec−およびn−ブチル リチウ
ムのようなアルキル モノリチウム開始剤である。使
用するモノアルカリ金属基剤開始剤の量は、当業界で公
知のように所望ポリマーまたは増分的ブロック分子量に
依存し、かつ、供給流中における痕跡の毒を適切に考慮
に入れて所望する分子量範囲から容易に決定できる。 【0014】重合は空気または湿分の実質的な不存在下
、好ましくは不活性雰囲気下で行う。得られるポリマー
は、ポリマー鎖の末端にアルカリ金属原子が配置されて
いる分子を非常に高い率で含有する。もちろん、水また
はアルコールのような供給物中に存在する痕跡の不純物
は、形成されるモノアルカリ金属を末端とするポリマー
の量を減少させる傾向がある。その後に、カップリング
工程を行う。 【0015】カップリング反応 本出願において使用する「カップリング」(Coupl
ing)の用語は、1個以上のカップリング原子または
部分によって、2個以上のリビングモノアルカリ金属末
端のポリマー鎖を一緒にし、かつ、結合させることを表
わす。 【0016】典型的には、カップリング剤の全量は、約
0.1〜10phm(重合において使用される全モノマ
ー100重量部当りの部数)の範囲内であり、現在のと
ころ、約0.2〜1phmが好ましい。 【0017】本出願の目的のために、多官能性(pol
y−またはmultifunctional)カップリ
ング剤は、ポリマーリチウムとの反応用の3個以上の活
性部位を有するカップリング剤と定義する。本発明の方
法の第1カップリング工程において有用であると考えら
れる多官能性カップリング剤には、Si(OR)4 、
HSi(OR)3 、RSi(OR)3 ;【化1】 のような環状無水物および 【化2】 のようなそれらのエステルおよびジエステルが含まれる
。 【0018】(上式中、Rは1〜約18個の炭素原子を
含有するアルキル基であり、1〜4個の炭素原子を有す
るアルキル基が好ましい。) 【0019】好適な多官能性カップリング剤の例には、
テトラメトキシ シラン、テトラエトキシ シラン
、テトラブトキシ シラン、 テトラドデシロキシ
シラン、トリメトキシ シラン、トリエトキシ
シラン、トリヘキシロキシ シラン、無水フタル酸
、1,2−ジシクロヘキサンジ無水カルボン酸、ジメチ
ル フタレート、ジブチル フタレート、ジエチル
1,2−シクロヘキサン ジカルボキシレート、
ジメチル イソフタレート、ジヘキシル イソフタ
レート、ジメチル テレフタレート、ジエチル テ
レフタレート、ジドデシル テレフタレートなどが含
まれる。エステルおよび無水物の各アシル基は、2個の
分子のポリマー リチウムがアシル基と反応できるか
らカップリング用としては2官能性と見做される。他の
受入れられる多官能性カップリング剤は、マルチイソシ
アネート、マルチイミン、マルチ無水物、マルチハライ
ド、特にハロシラン、マルチエステルおよびマルチケト
ンである。現在のところ好ましいのは、テトラエトキシ
シラン、テトラメトキシ シラン、トリメトキシ
シランおよびトリエトキシ シランのようなアルコキ
シ シランおよびジメチル イソフタレートのよう
なエステルである。最も好ましいのはテトラエトキシ
シランおよびテトラメトキシシランである。2種以上
の多官能性カップリング剤も使用できる。 【0020】第1カップリング工程は、第2カップリン
グ剤を添加する前に実質的に完全に反応させるべきであ
る。両種類のカップリング剤を一緒に添加した場合には
、2官能性カップリングが優勢であろう。第1カップリ
ング工程の進行は、ゲル透過クロマトグラフィー(GP
C)によって測定できる。すなわち、本質的に2官能性
カップリング剤を使用して製造した生成物のGPC曲線
に比較して多官能性分枝が、数個の新しいピークの出現
によって示される。 【0021】本発明の方法の第2カップリング工程にお
いて有用と考えられているカップリング剤には、ジアル
デヒド、ジケトン、ジハロシラン、ジエポキシド、モノ
エステル、ラクトン、植物油、エポキシ化植物油などの
ような当業界で公知である広範囲の本質的に2官能性カ
ップリング剤が含まれる。これらの例には、ヘキサンジ
オール、フタル アルデヒド、2,5−ヘキサン
ジオン、ジクロロジメチルシラン、ジクロロ ジフェ
ニル シラン、ブタジェン ダイマージエホキシド
、メチルベンゾエート、ブチロラクトン、精製大豆油、
エポキシ化大豆油などが含まれる。本発明の第2カップ
リング工程用の本質的に2官能性カップリング剤として
現在好ましいのは、エポキシ化大豆油である。最も好ま
しいのは、Viking Chemical社からの
Vikoflex 7170のようなエポキシ化大豆
油である。 【0022】異種の官能基を含む2種以上の本質的に2
官能性カップリング剤も使用できる。 【0023】2つのカップリング工程のいずれかにおい
てカップリング剤の任意の有効量が使用できる。量は特
に必須条件とは考えられていないが、第1カップリング
工程においてはゲル透過クロマトグラフィーによって測
定されるような多官能性カップリングが得られるのに十
分な量が現在好ましい。第1カップリング工程において
、添加される多官能性カップリング剤の量は、生長して
いるポリマー鎖の全部を完全にカップリングするには不
十分であることが肝要である。第2カップリング工程に
おいて使用する2官能性カップリング剤の量は、カップ
リングを完結させるのに要する量に等しいかこれより過
剰である。 【0024】第1工程における多官能性カップリング剤
の量は、カップリング剤の全量の約5〜80重量%、好
ましくは10〜50重量%、さらに好ましくは15〜3
0重量%である。第2工程における本質的に2官能性カ
ップリング剤の量は、全カップリング剤の約95〜20
重量%、好ましくは90〜50重量%、さらに好ましく
は85〜70重量%である。 【0025】この反応は、第1カップリング工程におい
て多官能性カップリング、そして第2カップリング工程
において2官能性カップリングを起こすのに十分な条件
下で行う。カップリング工程の温度は任意の有効な温度
でよく、一般に、約30〜約150℃の間である。好ま
しくはこの温度は、50〜130℃の間であり、さらに
好ましくは80〜110℃である。第1および第2カッ
プリング工程の温度は同じでも異ってもよい。比較的高
い反応温度のような過度の物理的条件は、有害な反応を
最小にするために第2カップリング工程では避けるべき
である。 【0026】ポリマーの回収 2工程カップリング方法の終りで、系を水、アルコール
、フェノールまたは線状飽和脂肪族モノ−およびジ−カ
ルボン酸のような活性水素化合物で処理する。好ましく
は、ポリマー セメント、すなわち、重合溶媒中にお
けるポリマーを水および二酸化炭素のような停止剤で処
理してポリマーからリチウムを除去する。 【0027】次いで、樹脂を例えばヒンダード フェ
ノールと有機ホスファイトとの組合せ、特に、オクタデ
シル 3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒ
ドロキシフェニル)プロピオネートとトリス−ノニル
フェニル ホスファイトとの組合せのような好適な
安定剤で安定化させる。安定化後に、炭化水素希釈剤を
ポリマー溶液から追出し、固形分含量を増加させる。 【0028】得られたコポリマーは、4.9kg荷重を
使用する200℃でのASTM D1238−86に
よるメルトフロー、約1〜約15g/10分;さらに好
ましくは約5〜約10g/10分;最も好ましくは約6
〜約8g/10分を有する。 【0029】コポリマー 本発明の方法によって製造された多モード、樹脂状ブロ
ック コポリマーは、多官能性カップリング剤および
本質的に2官能性カップリング剤によって結合された2
個以上の異なる長さのブタジェン−スチレン コポリ
マーの混合物を含有する。多官能性カップリング剤によ
って結合されたポリマーの部分は、実質的に分枝状であ
り;2官能性カップリング剤によって結合されたポリマ
ーの部分は実質的に線状である。 【0030】次の実施例では、使用した実験方法および
この方法によって得られた多モードブロック コポリ
マーをさらに詳細に説明する。 【0031】 【実施例】次の実施例においては、乾燥シクロヘキサン
(85%)、ブタジェン(Texas EL Pa
so)、およびスチレン(Stirling Che
mical)を使用した。乾燥シクロヘキサンおよびス
チレンに窒素を吹付けそして溶剤およびモノマーは装入
タンク内に貯蔵した。乾燥、抑制されないモノマーは深
いフリーザー中に貯蔵した。n−ブチルリチウムはLi
thium Corporation of A
mericaから購入し、かつ、シクロヘキサン中の2
重量%溶液として装入した。カップリング剤を下記に示
す: カップリング剤 供給
源 装入溶液
テトラメトキシ シラン P
CR Inc. シクロヘキサン中
0.2g/mlテトラエトキシ シラン P
CR Inc. シクロヘキサン中
0.2g/mlジメチルイソフタレート Al
drich テトラヒドロフラン中
0.2g/mlエポキシ化植物油
Viking Chemical シクロヘキサン中
0.5g/ml(Vikoflex 7170) ─────────────────────────
──────────【0032】重合は、8.8リッ
トルのステンレス鋼反応器中において行った。モノマー
、溶剤および開始剤装入タンクを反応器に直接ラインで
接続した。反応器に装入した溶剤、モノマーおよび開始
剤の重量は、電子秤上の重量の差の測定によって決定し
た。圧力は窒素によって維持し、重合は50℃でいった
ん開始したら断熱的であった。必要な場合には、水ジャ
ケットに自動制御水蒸気添加によって加温を制御した。 【0033】カップリング剤およびn−ブチル リチ
ウム量を変化させた次の重合処方を実施例において使用
した。phmは全モノマー装入物100重量部当りの部
数における量である 【0034】 重合処方 成 分
濃度(phm) シクロヘキサン
210 スチレン
75 ブタジェン
25 テトラ ヒドロ
フラン(THF)
0.04 n−ブチル リチウム
約0.18 カップリング剤
0.40──────
─────────────────────────
─────【0035】 【0036】a. モノマー、開始剤または添加剤の
各々の添加後に、供給ラインを91gのシクロヘキサン
溶剤で洗浄した。 b. 第3番目のn−ブチル リチウム装入は、最
終メルトフローが7.0〜9.0g/10分になるよう
に調整した。 c. 多官能性カップリング剤の量(x)は変化させ
る。 多官能性および2官能性カップリング剤の合計量は0.
4phmであり;従って2官能性カップリング剤の量は
0.4phmとxとの間の差である。 【0037】シクロヘキサンは、ポリマー中に約14重
量%のシクロヘキサンを残して樹脂から追出した。ポリ
マーは真空炉中(92℃)で1時間乾燥させ、細断し、
真空炉中でさらに1時間乾燥させた。 【0038】ポリマーの分子量は、溶媒としてテトラヒ
ドロフランを使用し、UV検出器を使用し、Water
s Ultrastyragelカラムを使用してゲ
ル透過クロマトグラフィーによって測定した。メルトフ
ローは、4.9kgの荷重を使用し、200℃で押出プ
ラントメーターを使用したASTM D1238−8
6によって測定した。 【0039】本発明ポリマーの「垂れ下り試験」(Sa
g test)は押出シートを使用して行った。この
試験はComet Labmaster Mode
l L−5Thermoformerを使用し、下部
ヒーターを最大限にし、上部ヒーターを切って行った。 滞留時間は60秒であり、垂れ下りを測定した。シート
の厚さはTMI Model 549マイクロメー
ターで測定した。約35.5cm×約15.5cmの試
料を使用した。試料は長い寸法の末端で掴み、クランプ
間の距離は33cmであった。 【0040】ポリマーの溶融強度を表示する実験室試験
を開発した。Rheometrics Mechan
ical Spectrometer(RMS)(R
heometrics,Inc.Piscaway,N
J)は一定応力での時間に対する歪を測定する。低い歪
速度は、比較的多い鎖のからみ合いおよび高い歪速度よ
り高い溶融強度を示す。歪速度試験は、円錐およびプレ
ート形状で行い、1×104 dynes/cm2 の
一定応力を使用し、190℃で時間に対する歪を測定す
る。試験実験を行う前にRMSを平衡温度にするために
最低4時間の加温時間を使用した。ポリマーの溶融速度
も分子量の関数であるから歪速度は同じメルトフローを
有する試料間で比較すべきである。 【0041】実施例1 本実施例では、リビング ポリマーを多官能性カップ
リング剤〔テトラエトキシ シラン−(OEt)4
Si〕で部分的にカップリングし、かつ、慣用の、本質
的に2官能性カップリング剤(Vikoflex 7
170)でカップリングを完結させることによって、改
良された溶融強度を有するブタジェン スチレンコポ
リマーの製造を説明する。 【0042】ポリマーを表1に要約する。ポリマー1お
よび2は、多官能性カップリング剤を使用せずViko
flexカップリング剤を使用して異なるメルトフロー
になるように製造した対照樹脂である。ポリマー3〜7
は、n−ブチル リチウム、テトラエトキシ シラ
ンおよびVikoflexの異なる量を使用して製造し
た発明ポリマーである。 【0043】これらのポリマーの190℃での%/分で
示したRheometrics Mechanica
l Spectrometer(RMS)の歪速度(
表1)は、同じ粘度の対照ポリマーより低い値(高い溶
融強度)を示す。値の相異を明瞭に示すために、表1か
らの歪速度値を図1にポリマーのメルフローに対してプ
ロットする。2種の対照ポリマーの点を通って引いた線
は、メルトフローと歪速度との通常の関係を示す。この
線から下に下がる試料は低歪速度であり、同じメルトフ
ローを有する対照ポリマーにまさる改良された溶融強度
を示すことが予想され。発明試料3〜7は明らかに線の
下であることは、2−工程カップリングによる改良され
た溶融強度を示す。 【0044】ゲル透過クロマトグラフィーは、ポリマー
構造に関する情報を提供する。対照ポリマー1は、1.
55のMw/Mn比において、138,000原子質量
単位(amu)の重量平均分子量および89,000a
muの数平均分子量(Mn)であるが、対照ポリマー2
は1.62のMw/Mn比を有する。発明ポリマー4は
、1.69のMw/Mn比において156,000am
uのMwおよび92,000amuのMnを有するが、
ポリマー6は1.72のMw/Mnを有する。 【0045】 【表1】
表 1
テトラエトキシシラン カップリング
カップリング剤、phm
NBL phm No.1
No.2 メルトフロー 歪速度ポリマー
No.1 No.2 No.3 (E
tO)4 Si Vikoflex g/10分
%/ 分 1a 0.031
0.032 0.100 −0−
0.40 7.5
141 2a 0.031 0.0
32 0.095 −0− 0.
40 5.9 113
3 0.031 0.032 0
.140 0.08 0.32
8.3 117 4
0.031 0.032 0.128
0.08 0.32 6.
0 91 5
0.031 0.032 0.132 0.
08 0.32 6.8
103 6 0.031
0.062 0.070 0.08
0.32 6.6
113 7 0.031 0.0
32 0.123 0.08 0.
32 5.4 86
a 対照実験 【0046】実施例2 本実施例においては、多官能性カップリング剤としてテ
トラ メトキシ シラン〔(OMe)4 Si〕を
使用した。ポリマー配合および歪速度を表2に示す。メ
ルトフローに対してプロットしたポリマー歪速度のプロ
ットを図2に示す。ポリマー8〜12は対照ポリマー1
および2の点を通って引いた線より十分下の歪速度を有
する。 【0047】 【表2】
表 2
テトラエトキシシラン カップリング
カップリング剤、phmポリマー
NBL, phm No.1 No
.2 メルトフロー 歪速度 No.
No.1 No.2 No.3 (M
eO)4 Si Vikoflex g/10分
%/ 分 8 0.031
0.032 0.135 0.04
0.36 7.0
108 9 0.031 0.0
40 0.135 0.06 0.
34 7.7 130
10 0.034 0.034 0
.125 0.06 0.34
8.8 122 11
0.034 0.034 0.113
0.06 0.34 6.
4 75 12
0.031 0.034 0.135 0.
06 0.34 5.2
85 【0048 】ポリマー9のゲル
透過クロマトグラフィー検査では、Mw/Mn比、1.
75において166,000amuのMwおよび95,
000amuのMnを示す。 【0049】2官能性カップリング剤のみを使用して製
造したポリマーと比較した本発明によって製造したポリ
マー間の構造の相異は、ゲル透過クロマトグラフィーに
よって製作した分子量分布曲線(MWD)において容易
に分かる。縦座標(垂直)目盛はピークの大きさを表わ
し、横座標(水平)目盛は図の比較用の任意の単位にお
けるgpcの溶離数を表わす。図3において、曲線3a
は、2官能性カップリング剤を使用して製造した典型的
対照ポリマーのMWD曲線である。曲線3b,3cおよ
び3dは、ポリマー8の製造において使用したのと同様
な方法で製造したポリマーの重合の間の数点での重合混
合物のMWD曲線である。曲線3bは、全3回のn−ブ
チル リチウム装入後のMWDを示し、かつ、任意の
カップリング前の3種の異なるポリマー セグメント
が明瞭に示されている。多官能性カップリング(曲線3
c)はgpc図形を示し、特に、比較的大きい(最高分
子量)ピークを示す。Vikoflexカップリング工
程(曲線3d)後には、曲線にさらに変化が起こる。曲
線3dと3aとの比較では、本発明によるMWDにおけ
る変化を明瞭に示している。 【0050】実施例3 多官能性カップリング剤としてジメチル イソフタレ
ート(DMIP)を使用して数種のポリマーを製造した
。 ポリマー13,14および15を、それらのメルトフロ
ーおよび歪速度と共に表3に示す。歪速度に対するポリ
マー メルトフローの図4のプロットは、ポリマー1
3および14が2種の対照ポリマーを通る線の下にある
。 DMIPを使用して製造したポリマーは、異常に低いM
w/Mn比を有する。Mw/Mn比1.11においてポ
リマー14は、139,000amuのMwおよび12
5,000amuのMnを有する。ポリマー15はわず
か1.06のMw/Mn比を有することは、これらの条
件下での比較的低い多官能性カップリングを示している
。DMIPは、シクロヘキサン中において比較的低い溶
解度を有する。ポリマー15において使用した比較的低
い量のDMIP(0.06phm)では、良好な溶融強
度のための十分な多官能性カップリングを得るためには
、比較的長い反応時間が必要と考えられる。 【0051】 【表3】
表 3
ジメチルイソフタレート カップリング
カップリング剤、phmポリマー
NBL, phm No.1 N
o.2 メルトフロー 歪速度 No.
No.1 No.2 No.3
DMIP a Vikoflex g/10分
%/ 分 13 0.03
1 0.032 0.132 0.08
0.32 8.2
111 14 0.031 0.
032 0.125 0.08 0
.32 6.0 84
15 0.031 0.032
0.125 0.06 0.34
6.8 158
a DMIP=ジメチル イソフタレート【00
52】実施例4 本発明によって製造したポリマーの有利性をさらに証明
するために垂れ下り試験を使用した。厚さ約0.57m
mのシートをポリマーから押出し、かつ、熱成形機中に
保持した。シートを60秒間加熱した後、垂れ下り量を
測定した。表4に示すように、多官能性カップリング剤
および2官能性カップリング剤の両者を使用して製造し
たポリマーは、多官能性カップリングなしで製造した対
照ポリマーより少ない垂れ下りを示した。比較的高い溶
融強度のポリマーは、低い溶融強度を有するポリマーよ
り垂れ下りが少ないことが予想できるであろう。 【0053】 【表4】
表 4
垂れ下り試験 ポ
リマー
メルトフロー シート厚さ 垂れ下り
No. カップリング剤
g/10分 mm
mm 1a Vik
oflex,0.4 phm
7.5 0.58
66.7 2a Vikoflex
,0.4 phm
5.9 0.58
54.0 5 テトラエトキシ シラン 0.
08 phm/ 6.8 0
.56 54.0 Vik
oflex,0.32 phm 6 テトラキ
シ シラン 0.08 phm/
6.6 0.56 57
.2 Vikoflex,0.32 p
hm 8 テトラメトキシ シラン 0.0
4phm/ 7.0 0.
56 46.6 Viko
flex,0.36 phm 9 テトラメト
キシ シラン 0.06phm/ 7.7
0.56 50.8
Vikoflex,0.34 phm
a 対照ポリマー。 【0054】垂れ下がり試験結果は、図5にポリマーの
メルフロー値に対してプロットした。発明試料の全ての
点は、対照線より下であることは2−工程法カップリン
グを使用して製造したポリマーの溶融強さが良好である
ことを示している。 【0055】実施例5 上記試料からの数種のポリマーの物理的性質を、評価用
の射出成形試料によって測定した。この結果を表5に示
す。ポリマー16および17は対照ポリマーであり、ポ
リマー1および2と同様な方法であるが比較的大きい容
積の反応器を使用して製造した。ポリマー18はポリマ
ー5と同様な方法でテトラエトキシ シランを使用し
たが、比較的大きい容積の反応器を使用して製造した。 ポリマー16,17および18は、g/10分における
メルトフロー値、それぞれ、6.1および8.5を有し
た。ポリマー16,17および18の%/分における歪
速度は、それぞれ、100、143および85であった
。 【0056】 【表5】
表 5
ポリマーの物理的性質試料
曲 げ
引張り,MPa 伸び %
IzodNo. 曇り/青色度 モジュラス
降伏 破断 降伏 破断
衝撃a 16b 2.0 /−4.5
1489 28 30
4.2 264 10.
317b 1.6 /−6.4 148
8 27 30
4.4 265 16.718c
3.6 /−3.5 1448
27 26 4.1
233 12.8 3c 4.9 /
−4.4 1472 26
27 3.4 236
16.310d 3.1 /−3.2
1509 31 26
4.2 231 11
.211d 4.5 /−3.2 14
09 30 30
4.2 282 15.113e
1.9 /−7.9 1408
23 26 4.6
252 31.714e 3.2
/−4.8 1457 27
29 4.2 261
14.115e 2.0 /−6.3
1455 25 28
4.2 264 1
8.7【0057 】a ノッチ付 Izod,J/
Mb 対照ポリマー Vikoflexカップリング
c テトラエトキシ シラン/Vikoflexカッ
プリング d テトラメトキシ シラン/Vikoflexカッ
プリング e ジメチル イソフタレート/Vikoflexカ
ップリング 【0058】表5における結果は、発明ポリマーが対照
ポリマーと同様な物理的性質を有することを示している
。物理的性質の変化は、メルトフローにおける差の結果
としても観察される。これらの結果は、本発明の2−工
程カップリング法が成形物品の性質の減少を生じないこ
とを示す。 【0059】本発明の方法およぴポリマーを説明の目的
で詳細に記述してきたが、本発明の方法およびポリマー
がこれによって限定されると解釈すべきではない。本特
許は、本特許の精神および範囲内のすべての変更および
改良態様を包含する積りである。 【0060】
【図1】は、テトラエトキシ シラン カップリン
グおよび2官能性カップリングを行ったときのポリマー
メルトフローに対する歪速度のグラフである;
グおよび2官能性カップリングを行ったときのポリマー
メルトフローに対する歪速度のグラフである;
【図
2】は、テトラメトキシ シラン カップリングお
よび2官能性カップリングを行ったときのポリマー
メルトフローに対する歪速度のグラフである。
2】は、テトラメトキシ シラン カップリングお
よび2官能性カップリングを行ったときのポリマー
メルトフローに対する歪速度のグラフである。
【図3】は、対照ポリマーおよび重合の間の数点での実
験ポリマーの分子量分布曲線である。
験ポリマーの分子量分布曲線である。
【図4】は、ジメチル イソフタレート カップリ
ングおよび2官能性カップリングを行ったときのポリマ
ー メルトフローに対する歪速度のグラフである。
ングおよび2官能性カップリングを行ったときのポリマ
ー メルトフローに対する歪速度のグラフである。
【図5】は、対照および実験ポリマーの垂れ下り試験結
果のグラフである。
果のグラフである。
Claims (11)
- 【請求項1】 装入物の少なくとも1種が共役ジェン
モノマーであり、装入物の少なくとも1種がモノビ
ニル アレーン モノマーである少なくとも2種の
装入物の溶液重合;続いて多官能性カップリング剤の装
入;そしてその後の2官能性カップリング剤の装入から
成ることを特徴とするポリマーの製造方法。 - 【請求項2】 前記の少なくとも1種のモノビニル
アレーン モノマーと前記の少なくとも1種の共役
ジェン モノマーとの溶液重合が約55〜95重量%
のモノビニル アレーン:45〜5重量%の共役ジェ
ンの比である請求項1に記載の方法において、共役ジェ
ンを含む少なくとも2回の分離装入、モノビニル ア
レーンを含む少なくとも2回の分離装入およびモノアル
カリ金属開始剤の少なくとも2回の装入を使用する逐次
装入において行い;モノビニル アレーンおよび共役
ジェンの各々の少なくとも1回の分離装入の後に、モノ
アルカリ金属開始剤の装入が続き;共役ジェンの少なく
とも1回の分離装入をモノアルカリ金属開始剤の最終装
入に先行させ;そして各分離したモノマー装入物は、任
意の引き続く装入の前に実質的に完全にホモ重合させ;
その後に、多官能性カップリング剤でカップリングさせ
、そしてその後に2官能性カップリング剤でカップリン
グさせる前記の方法。 - 【請求項3】 前記の少なくとも1種のモノビニル
アレーン モノマーと前記の少なくとも1種の共役
ジェン モノマーとの溶液重合が、約55〜95重量
%のモノビニル アレーン:45〜5重量%の共役ジ
ェンの比である請求項1に記載の方法において:モノビ
ニル アレーンおよびモノアルカリ金属開始剤の装入
;モノビニル アレーン、共役ジェン モノマーお
よびモノアルカリ金属開始剤の装入;モノビニル ア
レーンおよびモノアルカリ金属開始剤の装入;共役ジェ
ン モノマーの装入;多官能性カップリング剤の装入
;およびその後の2官能性カップリング剤の装入から成
る逐次装入において行う前記の方法。 - 【請求項4】 前記のモノアルカリ金属開始剤がn−
ブチル リチウムである請求項2または3に記載の方
法。 - 【請求項5】 前記の多官能性カップリング剤がアル
コキシ シランであり、そして前記の2官能性カップ
リング剤が、ジアルデヒド、ジケトン、ジハロシラン、
ジエポキシド、モノエステル、ラクトン、植物油または
エポキシ化植物油である請求項1〜4の任意の1項に記
載の方法。 - 【請求項6】 アルコキシ シランが、テトラメト
キシ シランである請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 アルコキシ シランが、テトラメト
キシ シランである請求項5に記載の方法。 - 【請求項8】 前記の多官能性カップリング剤が環状
無水物であり、前記の2官能性カップリング剤が、ジア
ルデヒド、ジケトン、ジハロシラン、ジエポキシド、モ
ノエステル、ラクトン、植物油またはエポキシ化植物油
である請求項1〜4の任意の1項に記載の方法。 - 【請求項9】 環状無水物が、無水フタル酸である請
求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 多官能性カップリング剤が、前記の
環状無水物のジエステルである請求項8または9に記載
の方法。 - 【請求項11】 前記のモノビニル アレーンが、
スチレンであり、前記の共役ジェン モノマーがブタ
ジェンであり、前記の多官能性カップリング剤がジメチ
ル イソフタレートであり、そして、前記の2官能性
カップリング剤がエポキシ化植物油である請求項1〜4
の任意の1項に記載の方法。
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