JPH0517526A - 化学的に均質なシクロオレフイン共重合体の調製方法 - Google Patents

化学的に均質なシクロオレフイン共重合体の調製方法

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JPH0517526A
JPH0517526A JP4050543A JP5054392A JPH0517526A JP H0517526 A JPH0517526 A JP H0517526A JP 4050543 A JP4050543 A JP 4050543A JP 5054392 A JP5054392 A JP 5054392A JP H0517526 A JPH0517526 A JP H0517526A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 化学的に均質なシクロオレフィン共重合体を
調製する方法。 【構成】 ノルボルネン又はテトラシクロドデセン等の
多環式オレフィンとシクロオレフィン及び/又は非環式
オレフィンとの化学的に均質なシクロオレフィン共重合
体は、若しもアルミノキサンと式 の立体剛性のメタロセンの周期律表IVbとVIb族の金属化
合物から成る触媒系を用いるならば、コモノマー分子の
開環無しに高い空時収率を以て得ることができる。この
場合、上の式で中心原子M1と置換基R16−R17によっ
て形成されるメタロセン分子の部分はC1対称を有する
か、又はメソ型であるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】この発明は、開環の起こらない多環式オレ
フィンの共重合体の調製方法に関する。
【0002】多環式のオレフィンは各種のツィーグラー
触媒を用いて重合できることは周知である。重合は、触
媒の種類、形式のいかんにより開環を経由して(米国特
許第4,178,424号を参照のこと)進行するか、又
は二重結合の開裂を経由して(EP−A 156 464
号及びEP−A 203 799号を参照のこと)進行す
るかのいずれかである。
【0003】開環重合の不利益な点は、得られるポリマ
ーが二重結合を含み、それが分子鎖の架橋を齎らし、そ
の為に押出し(extrusion)又は射出成型によるポリマー
物質の加工性が著しく制限されることである。
【0004】環式オレフィンの場合は、二重結合の開裂
を伴なう重合は比較的遅い重合速度(又は、転化率)を齎
らす原因となる。
【0005】ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジクロリドのような可溶性のメタロセン化合物を用いる
ことによって、反応速度に或る程度の増加が得られた
(日本国特許出願公開61/221,206号を参照のこ
と)。
【0006】環式のオレフィンに対して使用することが
できる触媒は、例えば、エチレンビス(インデニル)ジル
コニウムジクロリド(EP−A283,164号を参照の
こと)、又はジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニ
ウムジクロリド(ZA90/5308号を参照のこと)の
ような立体剛性の掌(手の平)状のメタロセン化合物であ
り、重合は開環無しに行なわれる。
【0007】非晶質のポリマーのガラス転移温度は、ポ
リマーの中へのコモノマーの取込み率(rate of incorpo
ration)と相関がある。例えば、ノルボルネン−エチレ
ン共重合体のガラス転移温度は、ポリマー中のノルボル
ネンの1モルパーセント当たり4〜5°K(ケルビン温
度)増加する。ガラス転移温度は耐熱性の間接的な尺度
である。
【0008】実験の示す処に依ると、従来の慣用のメタ
ロセン触媒を用いた時に得られる取込み率は、モノマー
濃度、圧力、温度などの反応パラメーターに対して非常
に敏感である。
【0009】回分式の(バッチ式の)重合では、製品の化
学的な均質性は転化率に大きく依存する。
【0010】連続プロセスでは、反応条件が定常状態に
達する迄に比較的長い始動(startup)期間が必要であ
る。この相の期間に生産された化学的に非−均質な製品
は、一般に商業製品に対して要求される種々の規格を満
足させない。
【0011】両方の場合とも、反応パラメーターの変化
に対して触媒が低い感受性を持つことが、時間と不合格
品を節約し高い空時収率(space−time yield)を得る為
に好ましい。
【0012】ランダム共重合体の特徴は、ポリマーの分
子鎖の中でコモノマー単位がランダムに分布しているこ
とである。このことが結果としてランダム共重合体に、
ホモポリマー(単独重合体)又は交互共重合体の場合より
も比較的大きな物質密度の揺動を齎らす原因となる。し
かしながら、密度の揺動は光散乱の比率を増し、透明度
を低下させる。このような訳で、光ファイバーのように
光学的な透明性が極度に要求されるような用途は限定さ
れる。従ってここでも又、化学的に均質な製品が極めて
望ましい。“化学的に均質な"という言葉は、個々のポ
リマー鎖を介して、又形成される鎖の総数(重合時間全
体を通して)を介して、共重合体へのモノマーの取込み
率が事実上一定であることを意味するものと考えられ
る。このように化学的な均質性は、共重合体の構造がモ
ノマーのランダム配列からモノマーの交互配列に近付き
得る時点まで増加する。
【0013】従って発明の目的は、二重結合を介した重
合を基準として高い空時収率において化学的に均質な共
重合体を与えると共に、反応パラメーターが変化しても
製品の化学的均質性に既知の従来方法よりも影響するこ
との少ないシクロオレフィン共重合体の調製方法を見出
だすことである。
【0014】この目的は特殊なメタロセン触媒によって
達成し得ることが見出だされた。
【0015】従って、本発明は: (a)モノマーの総量を基準として0.1〜99.9重量パ
ーセントの式I、II、III、IV、VまたはVIの少なくとも
一つのモノマー 但し、上の各式でR1、R2、R3、R5、R6、R7及びR
8は同一若しくは異なり、夫れぞれに水素原子またはC6
〜C16のアリールラジカル又はC1〜C8のアルキルラジ
カルであり、異なる式の中の同一のラジカルでも異なる
意味を持つことができる; (b)モノマーの総量を基準として0〜99.9重量パーセ
ントの式VIIのシクロオレフィン; 但し、式中の n は2〜10の数である; (c)モノマーの総量を基準として0〜99.9重量パーセ
ントのVIIIの少なくとも一つの非環式のオレフィン; 但し、式中のR9、R10、R11、R12は同一若しくは異
なり、夫れぞれに水素原子またはC1〜C8のアルキルラ
ジカルである;以上の(a),(b),(c)のモノマーを、 (d)線状形式のモノマーの場合は、式IX および/または環式のモノマーの場合は、式X 但し、式IXとXにおいて、ラジカルR13は同一または異
なり、夫れぞれにC1〜C6のアルキル基またはフェニル
又はベンジルであり、n は0〜50の整数である;のア
ルミノキサンと、 (e)式XI のメタロセン、但し、前記の式においてM1は、チタ
ン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ又
はタンタルであり、R14とR15は同一若しくは異なり、
夫れぞれに水素原子、ハロゲン原子、C1〜C10のアル
キル基、C1〜C10のアルコキシ基、C6〜C10のアリー
ル基、C6〜C10のアリールオキシ基、C2〜C10のアル
ケニル基、C7〜C40のアリールアルキル基、C7〜C40
のアルキルアリール基またはC8〜C40のアリールアル
ケニル基であり、R16とR17は同一でも異なっても良
く、夫れぞれに単核または多核の炭化水素ラジカルであ
って中心原子M1と共にサンドイッチ構造を形成するこ
とができ、R18は、 =BR19、=AlR19、−Ge−、−Sn−、−O−、−
S−、=SO、=SO2、=NR19、=CO、=PR19
又は=P(O)R19である;但し、R19、R20、R21は同
一若しくは異なり、夫れぞれに水素原子、ハロゲン原
子、C1〜C10のアルキル基、C1〜C10のフルオロアル
キル基、C6〜C10のフルオロアリール基、C6〜C10
アリール基、C1〜C10のアルコキシ基、C2〜C10のア
ルケニル基、C7〜C40のアリールアルキル基、C8〜C
40のアリールアルケニル基又はC7〜C40のアルキルア
リール基、又はR19とR20またはR19とR21であり、各
場合ともそれらの基を連結する原子を持ち、環を形成
し、そして、M2はシリコン、ゲルマニウム又は錫であ
り、その場合、M1と置換基R16−R17によって形成さ
れるメタロセン分子の一部分はC1対称であり、若しも
16とR17が同一ならば、メソ型である;以上の(d)のア
ルミノキサンと(e)のメタロセンから成る触媒の存在
で、−78℃から150℃の温度と0.01〜64バー
ルの圧力の下に重合することによってシクロオレフィン
共重合体を調製する方法に関する。
【0016】ここでアルキルは直鎖の、又は枝分かれし
たアルキルである。
【0017】単環式のオレフィンVIIは、同じくまた発
明の目的からは他の置換基(例えば、アリールラジカル
又はアルキルラジカル)によって置換されても良い。
【0018】好ましくは、重合は液体のシクロオレフィ
ンモノマー、シクロオレフィンモノマー混合物の中で、
又は高濃度の溶液中で行なわれる。
【0019】発明に従う方法の中で、式I、II、III、I
V、V又はVIの少なくとも一つの多環式オレフィン、好ま
しくは式I又はIIIのシクロオレフィン(但し、R1
2、R3、R4、R5、R6、R7、R8は、同一若しくは
異なり、夫れぞれに水素原子又はC1〜C8のアルキルラ
ジカルであり、異なる式の中の同一のラジカルでも異な
る意味を持つことができる)が重合される。
【0020】若しも所望するならば、式VIIの単環式の
オレフィン(但し、この場合の n は2〜10の数であ
る)も同じく用いられる。別のコモノマーは式VIIIの非
環式オレフィン(但し、この場合のR9、R10、R11、R
12は、同一若しくは異なり、夫れぞれに水素原子または
1〜C8のアルキルラジカルである)である。エチレン
とプロピレンが好ましく用いられる。
【0021】特に、多環式のオレフィン、好ましくは式
I又はIIIのオレフィンと非環式のオレフィンVIIIの共重
合体が調製される。
【0022】特別に好ましいシクロオレフィンはノルボ
ルネンとテトラシクロドデセンで、此等はC1〜C6のア
ルキルによって置換されても良い。これらのシクロオレ
フィンは、好ましくはエチレンと共重合される。エチレ
ン−ノルボルネン共重合体は特に重要である。
【0023】共重合体への式VIIおよび/またはVIIIのコ
モノマーの取込み率20:80から60:40が優先的に
選ばれる。特に、40:60から60:40の取込み率の
ものが好ましい。
【0024】モノマーの総量を基準として、多環式オレ
フィン(式I〜VI)は0.1〜99.9重量パーセント、そ
して単環式のオレフィン(式VII)は0.1〜99.9重量
パーセントの量で用いられる。
【0025】開鎖オレフィンの濃度は、与えられた圧力
と温度における開鎖オレフィンの反応媒体への溶解度に
よって与えられる。
【0026】多環式オレフィン、単環式オレフィン、開
鎖オレフィンとは、特定のタイプのオレフィンの二つ又
は二つ以上の混合物を意味するとも考えられる。このこ
とは、多環式の二成分共重合体に加えて、三成分共重合
体と多成分共重合体も発明の方法によって調製すること
が可能であることを意味する。式VIIのシクロオレフィ
ンと式VIIIの非環式オレフィンとの共重合体も、同じく
此の方法によって便利に得ることができる。式VIIのシ
クロオレフィンの中では、シクロペンテン(置換された
ものでも良い)が好ましく用いられる。
【0027】本発明に従ってプロセスに使用できる触媒
は、アルミノキサンと式XIの少なくとも一つのメタロセ
ン(遷移金属成分)から成る: 式XIにおいて、M1はチタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、バナジウム、ニオブ及びタンタルから成る群から選
ばれる一つの金属である。ジルコニウムが特に好まし
い。
【0028】上のメタロセンの式において、R14とR15
は同一若しくは異なり、夫れぞれに水素原子、C1〜C
10の、好ましくはC1〜C3のアルキル基、C1〜C
10の、好ましくはC1〜C3のアルコキシ基、C6〜C10
の、好ましくはC6〜C8のアリール基、C6〜C10の、
好ましくはC6〜C8のアリールオキシ基、C2〜C
10の、好ましくはC2〜C4のアルケニル基、C7〜C40
の、好ましくはC7〜C10のアリールアルキル基、C7
40の、好ましくはC7〜C12のアルキルアリール基、
8〜C4 0の、好ましくはC8〜C12のアリールアルケニ
ル基、又はハロゲン原子、好ましくは塩素原子である。
【0029】R16は、好ましくはフルオレニルであり、
17は、好ましくはシクロペンタジエニルであり、これ
らのラジカルは置換されることができる(C1対称の場合
には)か、又は二つのラジカルが同一で、夫れぞれに(置
換された)インデニル又は置換されたシクロペンタジエ
ニル(メソ型)である。
【0030】R18は、R16とR17を結合する一員または
多員のブリッジであり、好ましくは =BR19、=AlR19、−Ge−、−Sn−、−O−、−
S−、=SO、=SO2、=NR19、=CO、=PR19
または=P(O)R19である。この場合、R19、R20、R
21は同一か若しくは異なり、夫れぞれに水素原子、ハロ
ゲン原子、ハロゲン原子、C1〜C10のアルキル基、C1
〜C10のフルオロアルキル基、C6〜C10のアリール
基、C1〜C10のアルコキシ基、C2〜C10のアルケニル
基、C7〜C40のアリールアルキル基、C8〜C40のアリ
ールアルケニル基またはC7〜C40のアルキルアリール
基、またはR19とR20又はR19とR21であり、各場合と
もそれらを接続する原子が有り、環を形成している。
【0031】R18は、好ましくは、 のラジカルであり、そして特に好ましくは である。
【0032】ラジカルR19−M2−R20の中では、ジメ
チルシリルが特に重要である。
【0033】M2は、シリコン、ゲルマニウム又は錫で
あり、好ましくはシリコン又はゲルマニウムである。
【0034】架橋されたメタロセンは下記の周知の反応
図式に従って調製することができる。
【0035】 上記の反応図式は、R19=R20および/またはR14=R
15である場合にも同様に適用できる(Journal of organ
ometallic Chem.288(1985)63〜67とEP−
A 320 762号を参照のこと)。
【0036】中心原子M1と置換基R16−R17によって
形成される分子の部分にC1対称を有する(即ち、この部
分にはそれ以上の高い対称元素を含まず、一重ね軸の回
りに360°回転することによってのみそれ自身の上に
重ねることができる)本発明のメタロセンXIの中では下
記のものが特に重要である:イソプロピレン(9−フルオ
レニル)(1−(3−イソプロピル)シクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピレン(9−フル
オレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(9−フル
オレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジクロリド、メチルフェニルメチレン(9−
フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリル(9−フル
オレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジクロリド、ジフェニルシリル(9−フルオ
レニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジエニル)ジル
コニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(9−フルオ
レニル)(1−(3−第三ブチル)シクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリド、イソプロピレン(9−フルオ
レニル)(1−(3−第三ブチル)シクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリド及び上記各化合物の相当するハ
フニウムジクロリド。
【0037】C1対称という言葉の重要性に関しては、
K. Mislow著“Einfuhrung in dieStereochemie"(立
体化学入門)、Verlag Chemie、第一版 1967年、
23頁以下を参照のこと。
【0038】部分、M1、R16、R17がメソ型であるメ
タロセンの中では、下記のものが特に重要である:メソ
−ジメチルシリルビス(1−(3−メチル)シクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロリド、メソ−ジメチルシ
リルビス(1−(2,4−ジメチル)シクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、メソ−ジメチルシリルビ
ス(1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、メソ−ジ
フェニルシリルビス(1−インデニル)ジルコニウムジク
ロリド、メソ−イソプロピレンビス(1−インデニル)ジ
ルコニウムジクロリド、メソ−ジフェニルメチレンビス
(1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、メソ−メチ
ルフェニルメチレンビス(1−インデニル)ジルコニウム
ジクロリド、メソ−ジフェニルシリルビス(1−インデ
ニル)ハフニウムジクロリド、メソ−ジメチルシリルビ
ス(1−インデニル)ハフニウムジクロリド、メソ−1,
2−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジクロ
リド及びメソ−1,2−エチレンビス(1−インデニル)
ハフニウムジクロリド。
【0039】本発明の目的の為に、メソ型とは、置換基
16とR17が中心原子M1を通る鏡面(R16とR17の間に
在る)を通して相互に入れ代わることができる分子構造
であることを意味する(K.Mislow著、立体化学入門、
83頁を参照のこと)。
【0040】配位子R14とR15の上に異なる立体干渉力
を及ぼし得る配位子系(R16−R18)が一般には優先す
る。配位子R14とR15の性質は重要ではない。
【0041】助触媒は、(好ましくは)式XIおよび/また
は式Xのアルミノキサンである。これらの式において、
ラジカルR13は同一若しくは異なり、C1〜C6のアルキ
ル基、であって、好ましくは、メチル、エチル、イソブ
チル、ブチル又はネオペンチル、又はフェニルかベンジ
ルである。メチルが特に好ましい。n は0〜50、好ま
しくは5〜40の整数である。
【0042】アルミノキサンは既知の方法によって色々
なやり方で調製することができる。それらの方法の中の
一つは、例えば、アルミニウム炭化水素化合物および/
または水素化アルミニウム炭化水素化合物を水(水蒸
気、氷、液体水又は結晶水のような結合水)と不活性な
溶剤(例えば、トルエンのような)の中で反応させること
である。異なるアルキル基R13を含むアルミノキサンを
調製するには、希望する組成に従って二つの異なるトリ
アルキルアルミニウム化合物(AlR3+AlR3′)を水と
反応させる(S.Pasynkiewiczの論文、Polyhedron(多
面体)、9巻、(1990)、429頁及びEP−A 30
2 424号を参照のこと)。
【0043】アルミノキサンの精確な構造は未だ知られ
ていない。
【0044】調製方法に拘わらず総てのアルミノキサン
溶液は、共通に種々の異なる含量の未反応のアルミニウ
ム出発化合物を持っている。それらはフリーの状態か又
は付加物として存在する。
【0045】重合反応に使用する前に、式(IX)および/
または式(X)のアルミノキサンを用いてメタロセンを予
備活性化することができる。これは重合の活性度を有意
的に増加する。
【0046】遷移金属化合物の予備活性化は溶液中で行
なわれる。この場合、好ましい方法は不活性な炭化水素
に溶解したアルミノキサンの溶液にメタロセンを溶解す
ることである。適当な不活性の炭化水素は脂肪族または
芳香族の炭化水素である。トルエンが好ましく用いられ
る。
【0047】溶液中のアルミノキサンの濃度は、全容液
重量を基準として約1パーセントから飽和限界迄の範
囲、好ましくは5パーセントから30パーセントの範囲
内である。メタロセンも同じ濃度で使用することができ
るが、しかし、好ましくは、アルミノキサンの1モル当
たり10-4〜1モルの量で使用される。予備活性化の時
間は5分間から60時間、好ましくは5分から60分で
ある。反応は、−78℃から100℃の範囲、好ましく
は0℃〜70℃の範囲の温度で行なわれる。
【0048】メタロセンは、同じくまた予備重合させた
り又は支持体の上に塗布することもできる。予備重合
は、好ましくは重合に使用したオレフィン(一つ又は複
数の)の一種類を用いて行なわれる。
【0049】適当な支持体は、シリカゲル、酸化アルミ
ニウム、固体のアルミノキサン又は他の無機の支持体材
料である。別の適当な支持体物質は微粒子の形のポリオ
レフィンの粉末である。
【0050】本発明による更に他の可能性のある具体例
は、アルミノキサンの代わりの助触媒として又はアルミ
ノキサンに追加して、式 RxNH4BR4-xBR′4、ま
たは式R3PHBR′4の塩−様式の化合物を用いること
から成る。これらの式において、xは1、2又は3で、
Rは同一若しくは異なるアルキル又はアリールであり、
R′はアリールであり、又それらの基は弗素化または部
分的に弗素化されても良い。この場合、触媒はメタロセ
ンと上記化合物の反応生成物から成る(EP−A 277
004号を参照のこと)。
【0051】反応混合物に加えられる任意の溶媒は、脂
肪族または脂環式の炭化水素、ガソリン又は水素化した
ディーゼル油の溜分またはトルエン等の慣用の不活性な
溶媒である。
【0052】メタロセン化合物は、遷移金属を基準とし
て反応容器の1dm3当たりの遷移金属10-3〜10-8
ル、好ましくは10-4〜10-7モルの濃度で用いられ
る。アルミノキサンの使用濃度は、アルミニウム含量を
基準として反応容器の1dm3当たり10-4〜10-1
ル、好ましくは10-4〜2×10-2モルである。しかし
ながら、原則としてはより高い濃度も又可能である。
【0053】共重合体の調製では、使用される多環式オ
レフィンと開鎖オレフィンの間のモル比の変化は広い範
囲内で起こり得る。3:1から100:1のモル比(シク
ロオレフィン:開鎖オレフィンの)が優先される。コモノ
マーの取込み率は、重合温度の選択を通して、触媒成分
の濃度と使用されるモル比または気体状の開鎖オレフィ
ンの圧力を通して、事実上希望する通りにコントロール
することができる。好ましい取込み率は環式成分の20
〜80モルパーセントであり、特に好ましい取込み率は
環式成分の40〜60モルパーセントである。
【0054】形成される共重合体の平均分子量は、水素
の計量添加を通して、触媒濃度を変えることによって、
又は温度を変化させることによって、いずれも既知のや
り方でコントロールすることができる。
【0055】共重合体の多分散性 Mw/Mnは、2.0〜
3.5の値にあって極端に狭い。このことが結果とし
て、本発明のポリマーを射出成型に特に適したものとす
るポリマー性質のプロフィルを齎らす。
【0056】更には、これらのシクロオレフィン共重合
体が同じく、従来の慣用のメタロセン触媒を用いて調製
した共重合体と微細構造の面でも相当に異なることがN
MRのスペクトルから発見された(図1を参照のこと)。
この違いの可能性のある説明としては、本発明による触
媒がその特有な分子の対称性の故にモノマーを交互重合
する為であろうということである。現時点での知識によ
れば、本発明のシクロオレフィン共重合体が異なるシク
ロオレフィンが交互に配列した分子鎖(シーケンス)を含
み、その為にNMRによって測定されるような構造上の
違いを生み出しているものと仮定されなければならない
(図1を参照のこと)。
【0057】本発明に従って調製される物質は、フイル
ム、管、パイプ、棒(ロッド)、繊維などの押出し部品の
製造、及び任意の形状と寸法を有する射出成型品の製造
に特に適している。
【0058】本発明による材料物質の重要な性質はその
透明性である。従って、これらの物質から造られる押出
し部品または射出成型部品の光学的用途は特に大きな重
要性を有する。以下の実施例に記述される反応生成物の
屈折率(Abbeの屈折計と混合光線を用いて測定した)
は、1.520〜1.555の範囲にある。この屈折率は
クラウンガラスのそれ(n=1.51)と極めて近いので、
本発明による生成物は種々の用途に用いられる代用ガラ
スとして、例えば、レンズ、プリズム、支持板及び光学
的データキャリアー用、ビデオディスク用、コンパクト
ディスク(CD)用のフイルムとして、高性能物体用のカ
バーグラスと拡散スクリーンとして、及び繊維又はフイ
ルムの形式の導波管として使用することができる。
【0059】本発明によるポリマーは又、ポリマーアロ
イの調製にも使用できる。アロイは溶融状態で、又は溶
液中で調製することができる。アロイは、各が成分ポリ
マーの組み合わされた性質を持つので、ある種の用途に
とって都合が良い。下記のポリマーが本発明によるポリ
マーとのアロイに使用することができる:ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、(エチレン−プロピレン)共重合
体、ポリブチレン、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、
ポリイソプレン、ポリイソブチレン、天然ゴム、ポリ
(メチルメタクリレート)、その他のポリメタクリレー
ト、アクリル酸エステル、(アクリレート−メタクリレ
ート)共重合体、ポリスチレン、(スチレン−アクリロニ
トリル)共重合体、ビスフェノール A、ポリカーボネイ
ト、その他のポリカーボネイト、芳香族ポリエステルカ
ーボネイト、ポリエチレンテレフタル酸、ポリブチレン
テレフタル酸、非晶質のポリアクリル酸エステル、ナイ
ロン6、ナイロン66、その他のポリアミド、ポリエー
テルケトン、ポリオキシメチレン、ポリオキシエチレ
ン、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン及びポリ弗化ビニリデン。
【0060】以下の実施例の中に示すガラス転移温度
(Tg)は、DSC(示差走査型熱量計による熱量測定)を
用いて昇温速度20℃/分で測定した。同じく実施例に
示す粘度はDIN 53 728(ドイツ工業規格)に従っ
て測定したものである。
【0061】実施例1 1.5dm3容の反応器にエチレンを充填し、トルエンに溶
かした濃度85重量パーセントのノルボルネン600cm
3を充填した。繰り返しエチレン(圧力6バール)を注入
することによって溶液をエチレンで飽和させた。圧力を
0.5バール(過圧、即ち、大気圧以上)にセットし、メ
チルアルミノキサンのトルエン溶液5cm3(凝固点降下法
で測定して1,300g/モルの分子量を有するメチルア
ルミノキサン10.1重量パーセント)を反応器に導入
し、混合物を70℃で15分間攪拌した。メチルアルミ
ノキサンのトルエン溶液5cm3にイソプロピレン(9−フ
ルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリドを10mg含む溶液を15分間の
予備活性化の後に添加した。(分子量を調節する為に、
触媒の添加前に水素を添加することができる)。
【0062】混合物を攪拌(回転速度750rpm)しなが
ら70℃で1時間重合し、この間エチレンを何回か再注
入してエチレンの圧力を0.5バールに保った。
【0063】反応溶液を容器中に放出し、5dm3のアセ
トンに急速に滴下しながら添加し、混合物を10分間攪
拌してその後に濾過した。
【0064】得られた固体を10パーセント濃度の塩酸
とアセトンで交互に何回か洗浄した。中性になる迄洗浄
し、再度アセトンを加えて攪拌した。再濾過したポリマ
ーは、温度80℃、圧力0.2バールで15時間乾燥し
た。
【0065】18gの無色のポリマーが得られた。測定
した粘度は32cm3/gで、ガラス転移温度(Tg)は145
℃であった。NMRスペクトルによるノルボルネン/エ
チレンの取込み率は、エチレン50モルパーセントに対
してノルボルネンが約50モルパーセントである。
【0066】実施例2〜6 実施例1と同じ要領で重合を行なったが、エチレンの過
圧は表1に従って変化させた。
【0067】 表 1 実施例 触媒の量 エチレンの過圧 反応時間 収量 粘度 Tg No. (mg) (バール) (分) (g) (cm3/g) (℃) 1 10 0.5 15 18 32 145 2 11 1 60 11 47 146 3 10 2 15 44 55 140 4 5 4 15 50 79(*) 132 5 10 6 30 29 96(*) 120 6 0.7 10 45 10 144 93 注) * o−ジクロロベンゼン中で測定 実施例7〜9 実施例1と同じ方法で重合を行なったが、表2に要約す
るように幾つかの条件を変化させた。
【0068】 表 2 実施例 触媒の量 エチレンの過圧 反応時間 反応温度 収量 Tg No. (mg) (バール) (分) (℃) (g) (℃) 7 61 0.5 60 40 7 144 8 61 1 60 40 9 133 9 120 0 30 25 17 139 比較実施例10〜16 実施例1と同じ要領で重合を行なった。使用したメタロ
センは、イソプロピレン(9−フルオレニル)(シクロペ
ンタジエニル)ジルコニウムジクロリドであった。この
メタロセンは、M1とR16−R17によって形成される分
子の部分の対称性に就いて本発明の要求を満たすもので
はない。その理由は、更にその他にも対称要素、例え
ば、垂直鏡面がこの場合には起こるからである。表3に
示す反応条件が選ばれた。
【0069】 表 3 実施例 メタロセン量 エチレンの過圧 反応時間 収量 粘度 Tg No. (mg) (バール) (分) (g) (cm3/g) (℃) 10 1 0.5 60 44 110 200 11 1 1 60 39 93 192 12 0.5 2 60 29 117 180 13 10 3 60 21 132 162 14 1 6 15 43 130 153 15 2 6 10 29 124 151 16 10 10 30 22 118 119 実施例19 実施例1と同じようにして重合を行なった。トルエン中
に85重量パーセントのテトラシクロドデセンを含む溶
液を使用し、重合はエチレンの過圧10バールと1mgの
イソプロピレン(9−フルオレニル)(1−(3−メチル)
シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドを使用
して、70℃で1時間行なった。
【0070】3.2gの共重合体を得た。共重合体のガラ
ス転移温度は159℃であった。
【0071】実施例20 ノルボルネン溶液を液体ノルボルネンに変えて重合を行
なった。反応中のエチレンの過圧は0.5バールで、1
0mgのメソ−ジメチルシリルビス(1−(2,4−ジメチ
ル)シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドを使
用した。5.6gの共重合体を得た。共重合体のガラス転
移温度は120℃であった。
【0072】実施例21 実施例1〜6に従って得られたポリマーから各場合とも
3gの試料をフイルムプレスの中で直径6cmの円盤に圧
縮成型した。成型後、円盤を冷水中で直ちに急冷した。
これらの圧縮成型した円盤の試料をDSCにより再検査
した。最初の加熱で見出だされたガラス転移温度(T
g)、再結晶温度(Ter)、融点(Tm)を表4に示す。
【0073】 表 4 実施例のポリマー Tg/℃ Ter/℃ Tm/℃ 1 143 − 244 2 140 214 258 3 136 216 271 4 130 226 276 5 118 211 264 6 108 167 235 実施例22 実施例と同じ要領で重合を行なった。トルエンに溶かし
たテトラシクロドデセンの85重量パーセント濃度の溶
液を使用し、10mgのメチルフェニルメチレン(9−フ
ルオレニル)[1−(3−メチル)シクロペンタジエニル]
ジルコニウムジクロリドを用いて、エチレンの圧力(過
圧)1バールで70℃で1時間重合した。18.2gの共
重合体を得た。共重合体の試料を窒素雰囲気下に350
℃で溶融し、その後、急冷した。測定の結果、ガラス転
移温度は192℃、結晶温度は235℃で融点は335
℃であった。
【0074】実施例23 実施例1と同様にして重合を行なった。500cm3の5
−メチルノルボルネン−2−エンを使用し、2mgのイソ
プロペニル(9−フルオレニル)[1−(3−メチル)シク
ロペンタジエニル]ジルコニウムジクロリドと60mlの
メチルアルミノキサンを用いて、温度70℃でエチレン
の圧力(過圧)4バールで2時間重合した。21.3gのポ
リマーを得た。溶液粘度は104cm3/gでガラス転移温
度は117℃であった。DSCではいかなる結晶温度も
融点も見出だすことができなかった。13C−NMRによ
れば、41モルパーセントの5−メチルノルボルネンが
共重合体の中に存在する。
【0075】実施例24 実施例1と同じ要領で重合を実施した。12mgのイソプ
ロペニル(9−フルオレニル)−[1−(3−イソプロピ
ル)シクロペンタジエニル]ジルコニウムジクロリドを使
用し、温度40℃、エチレンの過圧3バールにおいて1
時間重合した。ポリマーの収量は17.9gであった。融
点は286℃であった。
【0076】実施例25 実施例5の場合と同じようにして重合を行なった。5mg
のジフェニルメチレン(9−フルオレニル)[1−(3−メ
チル)シクロペンタジエニル]ジルコニウムジクロリドを
使用した。43gのポリマーを得た。ガラス転移温度は
124℃で融点は275℃であった。
【0077】図1には、実施例1(M1とR16−R17によ
って形成されたメタロセン分子の一部分にC1対称を有
する本発明のメタロセン触媒を使用)と実施例14(従来
の慣用のメタロセン触媒を使用;比較実施例10〜16
の説明と比較のこと)に従って得られたポリマーの13
−NMRスペクトルを示す。微細構造の違いが明瞭に見
られる。
【0078】図2には、(a)メタロセンの該部分中にC1
対称も又はメソ型も含まない慣用のメタロセン触媒を使
用した場合と、(b)発明によるメタロセン触媒を使用し
た場合(表1からのデータを用いてプロットした下方の
曲線)の、ガラス転移温度(Tg)/エチレンの過圧の関係
を示す曲線のコースが異なることが示されている。
【0079】二つの曲線の形が非常に異なることに加え
て、得られた共重合体のガラス転移温度(Tg)のエチレ
ン圧力(即ち、反応パラメーターの変化)への依存度が、
発明のメタロセン触媒を用いた時は遥かに低い点が特に
強調されるべきである。反応生成物に与える反応パラメ
ーターの此の小さな効果は、必然的に化学的に均質な共
重合体を齎らす原因となっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1と実施例14に従って得られたポリマ
ーの13C−NMRスペクトルを示す図である。
【図2】(a)メタロセンの該部分中にC1対称も又はメソ
型も含まない慣用のメタロセン触媒を使用した場合と、
(b)本発明によるメタロセン触媒を使用した場合のガラ
ス転移温度(Tg)/エチレンの過圧の関係を示す図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン・ロアマン ドイツ連邦共和国デー−6237 リーダーバ ツハ,デイ・リツターヴイーゼン 10 (72)発明者 マルテイン・アントベルク ドイツ連邦共和国デー−6238 ホフハイ ム・アム・タウヌス,ザクセンリンク 10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)モノマーの総量を基準として0.1〜
    99.9重量パーセントの式I、II、III、IV、VまたはVI
    の少なくとも一つのモノマー 但し、上の各式において、R1、R2、R3、R4、R5
    6、R7及びR8は、同一か又は異なり、夫れぞれに水
    素原子またはC6〜C16のアリールまたはC1〜C8のア
    ルキルラジカルであり、異なる式では同一のラジカルで
    も異なる意味を持つことができる; (b)モノマーの総量を基準として0〜99.9重量パーセ
    ントの式VIIのシクロオレフィン 但し、上の式で n は2〜10の数である;及び (c)モノマーの総量を基準として0〜99.9重量パーセ
    ントの式VIIIの少なくとも一つの非環式オレフィン 但し、式中のR9、R10、R11及びR12は、同一若しく
    は異なり、夫れぞれに水素原子またはC1〜C8のアルキ
    ルラジカルである;以上の(a)〜(c)のモノマーを、 (d)線状のモノマーを対象とする場合は、式IX および/または環式のモノマーを対象とする場合は、式X のアルミノキサン、但し、式IXとXの中でラジカルR13
    は同一か、又は異なり、夫れぞれにC1〜C6のアルキル
    基またはフェニル又はベンジルであり、n は0〜50の
    整数である;及び (e)式XI のメタロセン、但し、上記の式で、M1は、チタン、ジ
    ルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ又はタン
    タルであり、R14とR15は、同一若しくは異なり、夫れ
    ぞれに水素原子、ハロゲン原子、C1〜C10のアルキル
    基、C1〜C10のアルコキシ基、C6〜C10のアリール
    基、C6〜C10のアリールオキシ基、C2〜C10のアルケ
    ニル基、C7〜C40のアリールアルキル基、C7〜C40
    アルキルアリール基またはC8〜C40のアリールアルケ
    ニル基であり、R16とR17は、同一若しくは異なり、夫
    れぞれに単核または多核の炭化水素ラジカルで中心原子
    1と共にサンドイッチ構造を形成することができ、R
    18は、 =BR19、=AlR19、−Ge−、−Sn−、−O−、−
    S−、=SO、=SO2、=NR19、=CO、=PR19
    又は=P(O)R19であり、前記の各式でR19、R20及び
    21は、同一若しくは異なり、夫れぞれに水素原子、ハ
    ロゲン原子、C1〜C10のアルキル基、C1〜C10のフル
    オロアルキル基、C6〜C10のフルオロアリール基、C6
    〜C10のアリール基、C1〜C10のアルコキシ基、C2
    10のアルケニル基、C7〜C40のアリールアルキル基C
    8〜C40のアリールアルケニル基またはC7〜C40のアル
    キルアリール基、又はR19とR20又はR19とR21であ
    り、各場合ともそれらを連結する原子を持ち、環を形成
    し、そしてM2はシリコン、ゲルマニウム又は錫であ
    り、その場合、M1と置換基R16〜R17によって形成さ
    れるメタロセン分子の一部は、C1対称を持つか、又
    は、R16とR17が同一ならばメソ型である;上記(d)のア
    ルミノキサンと(e)のメタロセンから成る触媒の存在
    で、−78℃〜150℃の温度と0.01〜64バール
    の圧力の下で重合することによってシクロオレフィン共
    重合体を調製する方法。
  2. 【請求項2】 重合が液体のシクロオレフィン モノマ
    ー、シクロオレフィンモノマー混合物の中、又は高濃度
    溶液の中で行なわれる請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 式XIのメタロセンが、イソプロピレン
    (9−フルオレニル)(1−(3−イソプロピル)シクロペ
    ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピレ
    ン(9−フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタ
    ジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレ
    ン(9−フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタ
    ジエニル)ジルコニウムジクロリド、メチルフェニルメ
    チレン(9−フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペ
    ンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリ
    ル(9−フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタ
    ジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリル
    (9−フルオレニル)(1−(3−メチル)シクロペンタジ
    エニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン
    (9−フルオレニル)(1−(3−第三ブチル)シクロペン
    タジエニル)ジルコニウムジクロリド、及びイソプロピ
    レン(9−フルオレニル)(1−(3−第三ブチル)シクロ
    ペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、又はこれら
    の相当するハフニウムジクロリドである請求項1または
    2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 式XIのメタロセンが、メソ−ジメチルシ
    リルビス(1−(3−メチル)シクロペンタジエニル)ジル
    コニウムジクロリド、メソ−ジメチルシリルビス(1−
    (2,4−ジメチル)シクロペンタジエニル)ジルコニウム
    ジクロリド、メソ−ジメチルシリルビス(1−インデニ
    ル)ジルコニウムジクロリド、メソ−ジフェニルシリル
    ビス(1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、メソ−
    ジフェニルメチレンビス(1−インデニル)ジルコニウム
    ジクロリド、メソ−ジフェニルメチレンビス(1−イン
    デニル)ジルコニウムジクロリド、メソ−メチルフェニ
    ルメチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジクロリ
    ド、メソ−ジフェニルシリルビス(1−インデニル)ハフ
    ニウムジクロリド、メソ−ジメチルシリルビス(1−イ
    ンデニル)ハフニウムジクロリド、メソ−1,2−エチレ
    ンビス(1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、又は
    メソ−1,2−エチレンビス(1−インデニル)ハフニウ
    ムジクロリドである請求項1または2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 多環式オレフィンがノルボルネン又はテ
    トラシクロドデセンである請求項1乃至4の一つ又は一
    つ以上に記載の方法。
  6. 【請求項6】 ノルボルネンとエチレンの共重合体が調
    製される請求項1乃至5の一つ又は一つ以上に記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6の一つ又は一つ以上に記
    載の方法によって調製することができるシクロオレフィ
    ン共重合体。
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