JPH06157644A - Terminal-modified polyolefin - Google Patents

Terminal-modified polyolefin

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JPH06157644A
JPH06157644A JP31348192A JP31348192A JPH06157644A JP H06157644 A JPH06157644 A JP H06157644A JP 31348192 A JP31348192 A JP 31348192A JP 31348192 A JP31348192 A JP 31348192A JP H06157644 A JPH06157644 A JP H06157644A
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polypropylene
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裕之 古橋
Miyuki Usui
幸 碓氷
Naomi Murakami
直美 村上
Satoshi Ueki
聰 植木
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups

Abstract

PURPOSE:To obtain a nearly monodisperse terminal-modified polyolefin by modifying polypropylene or an ethylene/propylene random copolymer only at the terminals thereof with specific pyridinum derivative units. CONSTITUTION:This polyolefin is obtained by modifying polypropylene or an ethylene/propylene random copolymer only at the terminals thereof with pyridinum derivative units represented by the formula (wherein R is an alkyl or aryl; X is a halide or sulfate ion; and (n) is a number of 1-500). The modification is conducted by reacting vinylpyridine with a living polypropylene or a living ethylene/propylene random copolymer each obtained using a specific polymerization catalyst which causes neither a chain transfer reaction nor a cessation reaction, and quaternizing the resulting polymer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ポリマー末端がピリジ
ニウム基ユニットで修飾されたポリオレフィンに関す
る。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a polyolefin having a polymer terminal modified with a pyridinium group unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のチーグラー・ナッタ型触媒による
プロピレン等のα−オレフィンの重合では、連鎖移動反
応や停止反応が起きるので、得られるポリマーの末端の
みを、置換基等で修飾するのは困難である。
2. Description of the Related Art In the polymerization of α-olefins such as propylene with conventional Ziegler-Natta type catalysts, chain transfer reaction and termination reaction occur, so that it is difficult to modify only the end of the obtained polymer with a substituent or the like. Is.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリプロピ
レン又はエチレン−プロピレンランダム共重合体の末端
のみが、ピリジニウム基ユニットで修飾され、かつ単分
散に近いポリオレフィンを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a polyolefin in which only terminals of polypropylene or ethylene-propylene random copolymer are modified with a pyridinium group unit and which is nearly monodisperse.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を行った結果、連鎖移動反応や停止反応を伴わない特定
の重合触媒を用いて得られるリビングポリプロピレン又
はエチレン−プロピレンランダム共重合体にビニルピリ
ジンを反応させ、次いで4級化することにより、本発明
の目的が達成し得ることを見出して本発明を完成した。
As a result of earnest studies, the inventors of the present invention have found that a living polypropylene or ethylene-propylene random copolymer obtained by using a specific polymerization catalyst without chain transfer reaction or termination reaction. The present invention has been completed by finding that the object of the present invention can be achieved by reacting vinyl pyridine with vinyl pyridine and then quaternizing.

【0005】発明の要旨 すなわち、本発明は、ポリプロピレン又はエチレン−プ
ロピレンランダム共重合体末端が下記一般式Iで表され
るピリジニウム基ユニットで修飾されてなる末端修飾ポ
リオレフィン、一般式I
[0005] SUMMARY OF THE INVENTION Namely, the present invention is polypropylene or an ethylene - propylene random copolymer end terminal modified polyolefin comprising modified with pyridinium group unit represented by the following general formula I, general formula I

【0006】[0006]

【化2】 〔但し、Rはアルキル基若しくはアリール基を表し、X
はハロゲン若しくは硫酸イオンを表し、nは1〜500
の数を表す。〕を要旨とする。
[Chemical 2] [Wherein R represents an alkyl group or an aryl group, and X
Represents halogen or sulfate ion, and n is 1 to 500
Represents the number of. ] Is the gist.

【0007】本発明の末端修飾ポリオレフィンは、下記
一般式II、一般式II
The terminal-modified polyolefin of the present invention has the following general formula II and general formula II

【0008】[0008]

【化3】 〔R1 〜R3 は水素原子又は炭素数1〜8個の炭化水素
基を示す。但し、R1 〜R3 の少なくとも一つは水素原
子である必要があるが、R1 〜R3 の全部が水素原子で
あってはならない。〕で表されるバナジウム化合物と有
機アルミニウム化合物とからなる触媒の存在下、プロピ
レンを重合して得られるリビングポリプロピレン又はエ
チレンとプロピレンをランダム共重合して得られるリビ
ングエチレン−プロピレンランダム共重合体を、ビニル
ピリジンと反応させることにより、末端にビニルピリジ
ンユニットを有する末端修飾ポリオレフィンを合成し、
この重合体を溶媒中でベンジルブロマイド等の4級化剤
で4級化することによりポリオレフィンの末端にピリジ
ニウム基を有する末端修飾ポリオレフィンとすることに
より得られる。
[Chemical 3] [R 1 to R 3 represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. However, at least one of R 1 to R 3 must be a hydrogen atom, but all of R 1 to R 3 must not be hydrogen atoms. ] In the presence of a catalyst composed of a vanadium compound and an organoaluminum compound represented by, living polypropylene obtained by polymerizing propylene or a living ethylene-propylene random copolymer obtained by randomly copolymerizing ethylene and propylene, By reacting with vinyl pyridine, a terminal modified polyolefin having a vinyl pyridine unit at the end is synthesized,
It is obtained by quaternizing this polymer with a quaternizing agent such as benzyl bromide in a solvent to obtain a terminal-modified polyolefin having a pyridinium group at the terminal of the polyolefin.

【0009】触 媒 (イ)バナジウム化合物 本発明で用いられるバナジウム化合物は、一般式II、 Catalyst (a) Vanadium Compound The vanadium compound used in the present invention has the general formula II:

【0010】[0010]

【化4】 〔但し、R1 〜R3 は前記と同意義。〕で表わされる。
上記式に含まれる具体例を以下に説明する。 ・R2 が水素原子であり、R1 とR3 が炭化水素基であ
る場合。 R1 /R3 :CH3 /CH3 ,CH3 /C2 5 ,C2
5 /C2 5 ,CH 3 /C6 5 ,C2 5 /C6
5 ,C6 5 /C6 5 ,CH3 /C6 5 CH2 ,C
6 5 CH2 /C6 5 CH2 ,C2 5 /C6 5
2 ,C6 5/C6 5 CH2 . ・R2 が炭化水素基であり、R1 ,R3 のいずれかが水
素原子で他が炭化水素基である場合。 R2 /R1 又はR3 :CH3 /CH3 ,C2 5 /CH
3 ,CH3 /C2 5,C2 5 /C2 5 ,C6 5
/CH3 ,CH3 /C6 5 ,C6 5 /C25 ,C
2 5 /C6 5 ,C6 5 /C6 5 ,C6 5 CH
2 /CH3 ,CH3 /C6 5 CH2 ,C6 5 CH2
/C6 5 CH2 ,C6 5 CH2 /C 2 5 ,C2
5 /C6 5 CH2 ,C6 5 CH2 /C6 5 ,C6
5 /C 6 5 CH2 . ・R2 が水素原子であり、R1 ,R3 のいずれかが水素
原子で他が炭化水素基である場合。 R1 又はR3 :CH3 ,C2 5 ,C6 5 ,C6 5
CH2 等が挙げられ、これらの内でも特に下記の化合物が望ま
しい。
[Chemical 4][However, R1~ R3Has the same meaning as above. ] Is represented.
A specific example included in the above formula will be described below.・ R2Is a hydrogen atom, and R1And R3Is a hydrocarbon group
If R1/ R3: CH3/ CH3, CH3/ C2HFive, C2
HFive/ C2HFive, CH 3/ C6HFive, C2HFive/ C6H
Five, C6HFive/ C6HFive, CH3/ C6HFiveCH2, C
6HFiveCH2/ C6HFiveCH2, C2HFive/ C6HFiveC
H2, C6HFive/ C6HFiveCH2.・ R2Is a hydrocarbon group, R1, R3One of them is water
When the other is a hydrocarbon group in an elementary atom. R2/ R1Or R3: CH3/ CH3, C2HFive/ CH
3, CH3/ C2HFive, C2HFive/ C2HFive, C6HFive
/ CH3, CH3/ C6HFive, C6HFive/ C2HFive, C
2HFive/ C6HFive, C6HFive/ C6HFive, C6HFiveCH
2/ CH3, CH3/ C6HFiveCH2, C6HFiveCH2
/ C6HFiveCH2, C6HFiveCH2/ C 2HFive, C2H
Five/ C6HFiveCH2, C6HFiveCH2/ C6HFive, C6
HFive/ C 6HFiveCH2.・ R2Is a hydrogen atom, and R1, R3Is hydrogen
When an atom is another hydrocarbon group. R1Or R3: CH3, C2HFive, C6HFive, C6HFive
CH2 Among these, the following compounds are particularly desirable.
Good

【0011】[0011]

【化5】 [Chemical 5]

【0012】[0012]

【化6】 [Chemical 6]

【0013】[0013]

【化7】 [Chemical 7]

【0014】(ロ)有機アルミニウム化合物 有機アルミニウム化合物としては、一般式R′n Al
X′3-n (但し、R′はアルキル基又はアリール基、
X′はハロゲン原子又は水素原子を示し、nは1≦n<
3の範囲の任意の数である。)で示されるものであり、
例えばジアルキルアルミニウムモノハライド、モノアル
キルアルミニウムジハライド、アルキルアルミニウムセ
スキハライドなどの炭素数1ないし18個、好ましくは
炭素数2ないし6個のアルキルアルミニウム化合物又は
その混合物もしくは錯化合物が特に好ましい。具体的に
は、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニ
ウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジエチ
ルアルミニウムアイオダイド、ジイソブチルアルミニウ
ムクロリドなどのジアルキルアルミニウムモノハライ
ド、メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウ
ムジクロリド、メチルアルミニウムジブロミド、エチル
アルミニウムジブロミド、エチルアルミニウムジアイオ
ダイド、イソブチルアルミニウムジクロリドなどのモノ
アルキルアルミニウムジハライド、エチルアルミニウム
セスキクロリドなどのアルキルアルミニウムセスキハラ
イド等が挙げられる。
(B) Organoaluminum compound The organoaluminum compound has the general formula R'n Al
X'3 -n (wherein R'is an alkyl group or an aryl group,
X ′ represents a halogen atom or a hydrogen atom, and n is 1 ≦ n <
It is an arbitrary number in the range of 3. ),
Particularly preferred are alkylaluminum compounds having 1 to 18 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms, such as dialkylaluminum monohalides, monoalkylaluminum dihalides, and alkylaluminum sesquihalides, or mixtures or complex compounds thereof. Specifically, dimethyl aluminum chloride, diethyl aluminum chloride, diethyl aluminum bromide, diethyl aluminum iodide, dialkyl aluminum monohalide such as diisobutyl aluminum chloride, methyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dichloride, methyl aluminum dibromide, ethyl aluminum dibromide, Examples thereof include monoalkyl aluminum dihalides such as ethyl aluminum diiodide and isobutyl aluminum dichloride, and alkyl aluminum sesquihalides such as ethyl aluminum sesquichloride.

【0015】バナジウム化合物と有機アルミニウム化合
物の使用割合は、バナジウム化合物1モル当り、有機ア
ルミニウム化合物1〜1,000モルである。
The proportion of the vanadium compound and the organoaluminum compound used is 1 to 1,000 moles of the organoaluminum compound per mole of the vanadium compound.

【0016】プロピレンのリビング重合 プロピレンのリビング重合は、プロピレンの単独重合以
外に、プロピレンに少量のエチレン又は1−ブテン、1
−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフ
ィンを共存させて重合することも可能である。
Living Polymerization of Propylene Living polymerization of propylene includes, in addition to homopolymerization of propylene, a small amount of ethylene or 1-butene, 1
It is also possible to polymerize in the presence of an α-olefin such as -hexene or 4-methyl-1-pentene.

【0017】重合反応は、重合反応に対して不活性で、
かつ重合時に液状である溶媒中で行うのが望ましく、該
溶媒としては、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサ
ン、ヘプタン等の飽和脂肪族炭化水素、シクロプロパ
ン、シクロヘキサン等の飽和脂環式炭化水素、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げら
れる。
The polymerization reaction is inert to the polymerization reaction,
And it is desirable to carry out in a liquid solvent at the time of polymerization, as the solvent, saturated aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, pentane, hexane and heptane, saturated alicyclic hydrocarbons such as cyclopropane and cyclohexane, benzene. , And aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene.

【0018】プロピレンの重合時の重合触媒の使用量
は、プロピレン又はプロピレンと少量のコモノマー1モ
ル当り、バナジウム化合物が1×10-4〜0.1モル、
望ましくは5×10-4〜5×10-2モル、有機アルミニ
ウム化合物が1×10-4〜0.5モル、望ましくは1×
10-3〜0.1モルである。なお、バナジウム化合物1
モル当り、有機アルミニウム化合物は、望ましくは4〜
100モル用いられる。
The amount of the polymerization catalyst used during the polymerization of propylene is 1 × 10 −4 to 0.1 mol of vanadium compound per 1 mol of propylene or a small amount of comonomer.
5 × 10 −4 to 5 × 10 −2 moles, organoaluminum compound 1 × 10 −4 to 0.5 moles, preferably 1 ×
It is 10 −3 to 0.1 mol. In addition, vanadium compound 1
The organoaluminum compound is preferably 4 to 4 moles.
100 mol is used.

【0019】リビング重合は、通常−100℃〜+10
0℃で0.5〜50時間行われる。得られるリビングポ
リプロピレンの分子量及び収量は、反応温度及び反応時
間を変えることにより調節できる。重合温度を低温、特
に−30℃以下にすることにより、単分散に近い分子量
分布を持つポリマーとすることができる。−50℃以下
では、Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)
が1.05〜1.40のリビング重合体とすることがで
きる。
Living polymerization is usually from -100 ° C to +10.
It is carried out at 0 ° C for 0.5 to 50 hours. The molecular weight and yield of the obtained living polypropylene can be adjusted by changing the reaction temperature and the reaction time. By setting the polymerization temperature to a low temperature, particularly -30 ° C or lower, a polymer having a molecular weight distribution close to monodispersion can be obtained. At −50 ° C. or lower, Mw (weight average molecular weight) / Mn (number average molecular weight)
Can be a living polymer having a ratio of 1.05 to 1.40.

【0020】重合反応時に、反応促進剤を用いることが
できる。反応促進剤としては、アニソール、水、酸素、
アルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノー
ル等)、エステル(安息香酸エチル、酢酸エチル等)が
挙げられる。促進剤の使用量は、バナジウム化合物1モ
ル当り、通常0.1〜2モルである。上記の方法によ
り、約500〜約500,000の数平均分子量を持
ち、単分散に近いリビングポリプロピレンを製造するこ
とができる。
A reaction accelerator may be used during the polymerization reaction. As the reaction accelerator, anisole, water, oxygen,
Examples thereof include alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, etc.) and esters (ethyl benzoate, ethyl acetate, etc.). The amount of the accelerator used is usually 0.1 to 2 mol per mol of the vanadium compound. By the above method, living polypropylene having a number average molecular weight of about 500 to about 500,000 and being nearly monodisperse can be produced.

【0021】エチレン−プロピレンのリビングランダム
共重合 重合反応は、重合反応に対して不活性で、かつ重合時に
液状である溶媒中で行うのが望ましく、該溶媒として
は、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン
等の飽和脂肪族炭化水素、シクロプロパン、シクロヘキ
サン等の飽和脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キ
シレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。エチレンお
よびプロピレンと重合触媒との接触方法は、任意に選択
できるが、望ましくは、エチレンとプロピレンの溶媒溶
液に、有機アルミニウム化合物の溶液及びバナジウム化
合物の溶液を順次加えて接触させる方法、或いは有機ア
ルミニウム化合物及びバナジウム化合物を加えた溶媒溶
液にエチレンとプロピレンを加えて接触させる方法等で
ある。
Living random ethylene-propylene
The copolymerization polymerization reaction is preferably carried out in a solvent which is inert to the polymerization reaction and which is liquid at the time of the polymerization, and examples of the solvent include saturated aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, pentane, hexane and heptane. Saturated cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopropane and cyclohexane, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene. The method of contacting ethylene and propylene with the polymerization catalyst can be arbitrarily selected, but is preferably a method of sequentially adding a solution of an organoaluminum compound and a solution of a vanadium compound to a solvent solution of ethylene and propylene, or contacting the organoaluminum A method of adding ethylene and propylene to a solvent solution containing a compound and a vanadium compound and bringing them into contact with each other.

【0022】重合触媒の使用量は、エチレンとプロピレ
ン1モル当たり、バナジウム化合物が1×10-4〜0.
1モル、望ましくは5×10-4モル〜5×10-2モル、
有機アルミニウム化合物が1×10-4〜0.5モル、望
ましくは1×10-3〜0.1モルである。尚、バナジウ
ム化合物1モル当たり、有機アルミニウム化合物は、望
ましくは4〜100モル用いる。得られるリビング共重
合体の分子量及び収量は、反応温度及び反応時間を変え
ることにより調整できる。本発明は、重合温度を低温、
特に−30℃以下にすることにより、単分散に近い分子
量分布を持つポリマーとすることができ、−50℃以下
では、Mw(重量平均分子量)/Mn(数平均分子量)
が1.05〜1.40のリビングエチレン−プロピレン
ランダム共重合体が得られる。
The amount of the polymerization catalyst used is such that the vanadium compound is 1 × 10 −4 to 0.
1 mol, preferably 5 × 10 −4 mol to 5 × 10 −2 mol,
The organoaluminum compound is 1 × 10 −4 to 0.5 mol, and preferably 1 × 10 −3 to 0.1 mol. The organoaluminum compound is preferably used in an amount of 4 to 100 mol per mol of the vanadium compound. The molecular weight and yield of the resulting living copolymer can be adjusted by changing the reaction temperature and the reaction time. The present invention has a low polymerization temperature,
In particular, by setting the temperature to -30 ° C or lower, a polymer having a molecular weight distribution close to monodispersion can be obtained, and at -50 ° C or lower, Mw (weight average molecular weight) / Mn (number average molecular weight)
A living ethylene-propylene random copolymer having a ratio of 1.05 to 1.40 is obtained.

【0023】重合反応時に、反応促進剤を用いることが
できる。反応促進剤としては、アニソール、水、酸素、
アルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノー
ル等)、エステル(安息香酸エチル、酢酸エチル等)が
挙げられる。促進剤の使用量は、バナジウム化合物1モ
ル当たり、通常0.1〜2モルである。リビング共重合
体中のエチレンとプロピレンの割合は、通常エチレンが
90モル%迄である。これは、リビング重合時のエチレ
ンとプロピレンの使用割合を変えることにより調節でき
るが、エチレンの使用割合を多くすると、該共重合体の
分子量分布が広くなり望ましくない。エチレン含有量が
高く、分子量分布が狭い、すなわち単分散に近いリビン
グ共重合体を製造する場合は、エチレンとプロピレンを
リビング共重合する前に、重合系に微量のプロピレンを
供給し、0.1〜1時間保持することにより、リビング
共重合体の分子量分布が狭いままで、共重合体中に多量
のエチレンを導入することができる。上記のようにし
て、約500〜500,000の数平均分子量(プロピ
レン換算、以下同じ)を持ち、単分散に近いリビングエ
チレン−プロピレンランダム共重合体を製造することが
できる。
A reaction accelerator can be used during the polymerization reaction. As the reaction accelerator, anisole, water, oxygen,
Examples thereof include alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, etc.) and esters (ethyl benzoate, ethyl acetate, etc.). The amount of the accelerator used is usually 0.1 to 2 mol per mol of the vanadium compound. The proportion of ethylene and propylene in the living copolymer is usually up to 90 mol% ethylene. This can be adjusted by changing the use ratio of ethylene and propylene during living polymerization, but if the use ratio of ethylene is increased, the molecular weight distribution of the copolymer becomes wider, which is not desirable. When producing a living copolymer having a high ethylene content and a narrow molecular weight distribution, that is, a monodisperse living copolymer, a small amount of propylene is supplied to the polymerization system before the living copolymerization of ethylene and propylene. By holding for 1 hour, a large amount of ethylene can be introduced into the copolymer while the living copolymer has a narrow molecular weight distribution. As described above, a living ethylene-propylene random copolymer having a number average molecular weight of about 500 to 500,000 (converted to propylene, the same applies hereinafter) and being nearly monodisperse can be produced.

【0024】ビニルピリジンとの反応 リビングポリプロピレン又はエチレン−プロピレンラン
ダム共重合体とビニルピリジンとの反応は、リビングポ
リプロピレン又はエチレン−プロピレンランダム共重合
体が存在する反応系に、ビニルピリジンを供給して反応
させる方法が望ましい。反応は−100℃〜+150℃
の温度で5分間〜50時間行われる。反応温度を高くす
るか、反応時間を長くすることにより、ビニルピリジン
ユニットによるポリオレフィン末端の修飾率を増大する
ことができる。ビニルピリジンは、リビングポリオレフ
ィン1モルに対して、1〜1,000モル用いられる。
Reaction with Vinyl Pyridine The reaction between living polypropylene or ethylene-propylene random copolymer and vinyl pyridine is carried out by supplying vinyl pyridine to a reaction system in which living polypropylene or ethylene-propylene random copolymer is present. It is desirable to use the method. The reaction is -100 ℃ to + 150 ℃
At a temperature of 5 minutes to 50 hours. By increasing the reaction temperature or lengthening the reaction time, the modification rate of the polyolefin terminal with the vinylpyridine unit can be increased. Vinyl pyridine is used in an amount of 1 to 1,000 mol per mol of living polyolefin.

【0025】リビングポリプロピレン又はエチレン−プ
ロピレンランダム共重合体とビニルピリジンとの反応物
は、次いでプロトン供与体と接触させることによって、
本発明の末端修飾ポリオレフィンが得られる。プロトン
供与体としては、メタノール、エタノール、フェノール
等のアルコール類、塩酸、硫酸等の鉱酸が挙げられる。
アルコール類と鉱酸は同時に用いてもよい。プロトン供
与体は通常大過剰に用いられる。プロトン供与体との接
触は、通常−100℃〜+100℃で1分間〜10時間
行われる。
The reaction product of living polypropylene or ethylene-propylene random copolymer and vinyl pyridine is then contacted with a proton donor to give
The end-modified polyolefin of the present invention is obtained. Examples of the proton donor include alcohols such as methanol, ethanol and phenol, and mineral acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid.
The alcohol and the mineral acid may be used at the same time. The proton donor is usually used in large excess. The contact with the proton donor is usually performed at -100 ° C to + 100 ° C for 1 minute to 10 hours.

【0026】上記のようにして得られた本発明のポリオ
レフィンは、約500〜約500,000の数平均分子
量(Mn)を、又前記のリビングポリプロピレン又はエ
チレン−プロピレンランダム共重合体そのものを踏襲し
た非常に狭い分子量分布(Mw/Mn=1.05〜1.
40)をそれぞれ持ち、かつその末端が1〜200個、
望ましくは1〜100個のビニルピリジンユニットで修
飾されている。又、本発明の末端修飾ポリオレフィン
は、シンジオタクチックダイアッド分率が0.6以上で
あることが一つの特徴である。
The polyolefin of the present invention obtained as described above follows the number average molecular weight (Mn) of about 500 to about 500,000 and the living polypropylene or ethylene-propylene random copolymer itself. Very narrow molecular weight distribution (Mw / Mn = 1.05-1.
40), each of which has 1 to 200 ends,
Desirably it is modified with 1 to 100 vinyl pyridine units. Further, the terminal-modified polyolefin of the present invention is characterized in that the syndiotactic dyad fraction is 0.6 or more.

【0027】ピリジン環の4級化反応 上記のようにして得られた重合体をn−ヘプタン、ベン
ゼン、トルエン等の炭化水素類、n−ブチルエーテル、
THF等のエーテル類、メチルエチルケトン等のケトン
類等の溶剤に溶解した後、沃化メチル、臭化メチル、臭
化プロピル、臭化ブチル、塩化ベンジル、臭化ベンジル
等の4級化剤を添加し、0〜150℃の温度で反応させ
る。反応終了後、反応溶液をメタノール中に注いで重合
体を析出させる。
Quaternization reaction of pyridine ring The polymer obtained as described above is treated with hydrocarbons such as n-heptane, benzene and toluene, n-butyl ether,
After dissolving in a solvent such as ethers such as THF and ketones such as methyl ethyl ketone, add a quaternizing agent such as methyl iodide, methyl bromide, propyl bromide, butyl bromide, benzyl chloride and benzyl bromide. And react at a temperature of 0 to 150 ° C. After completion of the reaction, the reaction solution is poured into methanol to precipitate the polymer.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。な
お、重合体のキャラクタリゼーションは下記の方法で行
った。 ・分子量及び分子量分布 Waters社製GPC(ゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー)モデル150を用いた。溶媒:o−ジク
ロルベンゼン、測定温度:135℃、溶媒流速:1.0
ml/分。カラムは東ソー社製GMH6HT(商品名)
を使用した。測定に当り、東ソー社製の単分散ポリスチ
レン標準試料を用い、ポリスチレンの検量線を求め、こ
れよりユニバーサル法によってポリプロピレンの検量線
を作成した。 ・重合体の構造決定 ( 1H−NMRスペクトル):日本電子社製GSX−4
00(商品名)、フーリエ変換型NMRスペクトロメー
ターを用い、400MHz、30℃、パルス間隔15秒
の条件で測定した。試料は、重クロロホルムに溶解して
調製した。 (13C−NMRスペクトル):PFTパルスフーリエ変
換装置付きVarian社製XL−200型(商品名)
を用い、50MHz、120℃、パルス幅8.2μs
π/3、パルス間隔4秒、積算回数5,000の条件で
測定した。試料はトリクロルベンゼンとベンゼン(2:
1)の混合溶媒に溶解して調整した。 (赤外吸収スペクトル):重合体をKBr板上にキャス
トとし、日本分光工業社製モデルIR−810(商品
名)赤外分光光度計を用いて測定した。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. The characterization of the polymer was carried out by the following method. -Molecular weight and molecular weight distribution GPC (gel permeation chromatography) model 150 manufactured by Waters was used. Solvent: o-dichlorobenzene, measurement temperature: 135 ° C, solvent flow rate: 1.0
ml / min. Column is Tohso GMH6HT (trade name)
It was used. In the measurement, a standard curve of polystyrene was obtained using a monodisperse polystyrene standard sample manufactured by Tosoh Corporation, and a standard curve of polypropylene was prepared from this by a universal method. Polymer structure determination ( 1 H-NMR spectrum): JSX GSX-4
00 (trade name), Fourier transform type NMR spectrometer was used under the conditions of 400 MHz, 30 ° C. and pulse interval of 15 seconds. The sample was prepared by dissolving it in deuterated chloroform. ( 13 C-NMR spectrum): VFT XL-200 type (trade name) with PFT pulse Fourier transform device
Using, 50MHz, 120 ℃, pulse width 8.2μs
The measurement was performed under the conditions of π / 3, pulse interval of 4 seconds, and integration number of 5,000. Samples were trichlorobenzene and benzene (2:
It was adjusted by dissolving it in the mixed solvent of 1). (Infrared absorption spectrum): The polymer was cast on a KBr plate and measured using a model IR-810 (trade name) infrared spectrophotometer manufactured by JASCO Corporation.

【0029】実施例1 末端ビニルピリジン修飾ポリプロピレンの合成 窒素ガスで十分置換した300mlのフラスコにn−ヘ
プタン100mlを入れ、−60℃に冷却した。同温度
でプロピレン200ミリモルを加え、n−ヘプタン中に
液化溶解した。次いで15ミリモルのAl(C2 5
2 Clのn−ヘプタン溶液および1.5ミリモルのV
(2−メチル−1,3−ブタンジオナト) 3 トルエン溶
液を加え、攪拌と共に重合を開始した。プロピレンの重
合を−60℃で1時間行った。次いで4−ビニルピリジ
ン(4−VP)100mmolを−60℃で添加した
後、同温度で1時間反応させた。その後、500mlの
エタノール中に反応溶液を注ぎポリマーを析出させた。
得られたポリマーを再度n−ヘプタンに溶解させ、遠心
分離により上澄み液を得た。この上澄み液を500ml
のメタノールに注ぎ、再度ポリマーを析出させた。得ら
れたポリマーは、メタノールで5回洗浄した後、室温で
減圧乾燥して0.75gの重合体を得た。得られた重合
体のGPC流出曲線は、単峰性であった。この重合体の
Mnは、3.3×103 であり、Mw/Mnは1.16
と単分散に近い値であった。この重合体の 1H−NMR
分析の結果、ポリプロピレンに起因するピーク(δ=
0.7〜1.7ppm)以外に下記の化学シフト値から
なるピークが観測され、ポリプロピレン鎖の末端に4−
VPが結合していることが判明した。
[0029]Example 1 Synthesis of polypropylene modified with terminal vinylpyridine In a 300 ml flask sufficiently replaced with nitrogen gas, n-
100 ml of heptane was added and cooled to -60 ° C. Same temperature
200 mmol of propylene was added to the mixture in n-heptane.
Liquefied and dissolved. Then 15 mmol of Al (C2HFive)
2Cl in n-heptane and 1.5 mmol V
(2-methyl-1,3-butanedionate) 3Toluene soluble
The liquid was added, and polymerization was started with stirring. Heavy weight of propylene
The combination was carried out at -60 ° C for 1 hour. Then 4-vinylpyridy
(4-VP) 100 mmol was added at -60 ° C.
Then, the mixture was reacted at the same temperature for 1 hour. After that, 500 ml
The reaction solution was poured into ethanol to precipitate a polymer.
The obtained polymer is redissolved in n-heptane and centrifuged.
A supernatant was obtained by separation. 500 ml of this supernatant
Was poured into methanol to precipitate a polymer again. Got
The polymer was washed with methanol 5 times and then at room temperature.
It was dried under reduced pressure to obtain 0.75 g of a polymer. Polymerization obtained
The body's GPC efflux curve was unimodal. Of this polymer
Mn is 3.3 × 103And Mw / Mn is 1.16.
And the value was close to monodisperse. Of this polymer1H-NMR
As a result of analysis, a peak (δ =
0.7-1.7 ppm) other than the following chemical shift values
Is observed at the end of the polypropylene chain
It was found that VP was bound.

【0030】[0030]

【化8】 [Chemical 8]

【0031】また、ポリプロピレン部のプロトンシグナ
ル(δ=0.7〜1.7ppm)と4−VPユニットの
プロトンシグナル(a)の面積比からポリプロピレン鎖
の末端に2個の4−VPユニットが結合していることが
確認された。
From the area ratio of the proton signal of the polypropylene part (δ = 0.7 to 1.7 ppm) and the proton signal of the 4-VP unit (a), two 4-VP units are bound to the ends of the polypropylene chain. It was confirmed that

【0032】ピリジン環の4級化反応 この重合体をTHF50ml中に溶解させた後、臭化ベ
ンジル50mmolを添加し、還流下で5時間反応を行
った。反応終了後、この溶液を500mlのメタノール
中に注ぎポリマーを析出させた。得られたポリマーをメ
タノールで5回洗浄した後、室温で減圧乾燥して0.7
7gの重合体を得た。得られた重合体のIR測定を行っ
たところ、1640cm-1にピリジニウム基に起因する
吸収が観察された。また、ピリジンに起因する1600
cm-1の吸収は見られなかった。この結果から、ポリプ
ロピレン末端のピリジンが4級化されていることが確認
された。
Quaternization reaction of pyridine ring This polymer was dissolved in 50 ml of THF, 50 mmol of benzyl bromide was added, and the reaction was carried out under reflux for 5 hours. After the reaction was completed, this solution was poured into 500 ml of methanol to precipitate a polymer. The obtained polymer was washed with methanol 5 times and dried under reduced pressure at room temperature to 0.7.
7 g of polymer was obtained. When IR measurement of the obtained polymer was performed, absorption due to a pyridinium group was observed at 1640 cm −1 . In addition, 1600 due to pyridine
No absorption of cm -1 was observed. From this result, it was confirmed that the pyridine at the polypropylene end was quaternized.

【0033】実施例2 末端ビニルピリジン修飾ポリプロピレンの合成 窒素ガスで十分置換した300mlのフラスコにトルエ
ン100mlを入れ、−78℃に冷却した。同温度でプ
ロピレン200ミリモルを加え、トルエン中に液化溶解
した。次いで15ミリモルのAl(C2 5 2 Clの
n−ヘプタン溶液及び1.5ミリモルのV(アセチルア
セトナト)3 トルエン溶液を加え、攪拌と共に重合を開
始した。プロピレンの重合を−78℃にて6時間行っ
た。次いで反応条件を−60℃で2時間とした以外は、
実施例1と同様にして4−VPとの反応を行い、Mn=
11.5×103 、Mw/Mn=1.17、ビニルピリ
ジンユニット数n=1の末端修飾ポリプロピレン1.6
9gを得た。ピリジン環の4級化反応 この重合体を実施例1と同様にして臭化ベンジルとの反
応を行った。得られた重合体のIR測定を行ったとこ
ろ、ポリプロピレン末端のピリジンが4級化されている
ことが確認された。
Example 2 Synthesis of Terminal Vinyl Pyridine Modified Polypropylene 100 ml of toluene was placed in a 300 ml flask sufficiently replaced with nitrogen gas and cooled to -78 ° C. 200 mmol of propylene was added at the same temperature and liquefied and dissolved in toluene. Then, a solution of 15 mmol of Al (C 2 H 5 ) 2 Cl in n-heptane and a solution of 1.5 mmol of V (acetylacetonato) 3 in toluene were added, and polymerization was started with stirring. Polymerization of propylene was carried out at -78 ° C for 6 hours. Then, except that the reaction condition was -60 ° C. for 2 hours,
Reaction with 4-VP was carried out in the same manner as in Example 1, and Mn =
11.5 × 10 3 , Mw / Mn = 1.17, vinylpyridine unit number n = 1, end-modified polypropylene 1.6
9 g was obtained. Quaternization reaction of pyridine ring This polymer was reacted with benzyl bromide in the same manner as in Example 1. By IR measurement of the obtained polymer, it was confirmed that the pyridine at the polypropylene terminal was quaternized.

【0034】実施例3 実施例1の4級化反応において臭化ベンジルの代わりに
ヨウ化メチルを使用した以外は、実施例1と同様にし
て、末端修飾ポリプロピレンを得た。得られた重合体の
IR測定を行ったところ、1640cm-1にピリジニウ
ム基に起因する吸収が観察され1600cm-1のピリジ
ンに起因する吸収は消滅していた。この結果から、プロ
ピレン末端のピリジンが4級化されていることが確認さ
れた。
Example 3 An end-modified polypropylene was obtained in the same manner as in Example 1 except that methyl iodide was used in place of benzyl bromide in the quaternization reaction of Example 1. Was subjected to IR measurement of the obtained polymer, the absorption of absorption due to the pyridinium group 1640 cm -1 is due to pyridine observed 1600 cm -1 had disappeared. From this result, it was confirmed that the propylene-terminated pyridine was quaternized.

【0035】実施例4 末端ビニルピリジン修飾EPRの合成 窒素ガスで十分置換した1.0リットルのオートクレー
ブにトルエン500mlを入れ、−60℃に冷却した
後、同温度で25ミリモルのAl(C2 5 2Clの
n−ヘプタン溶液および1.5ミリモルのV(2−メチ
ル−1,3−ブタンジオナト)3 トルエン溶液を加え
た。次いで、系内を680mmHgまで減圧した後、エ
チレンとプロピレンの混合ガス(40/60モル比)を
連続的に供給し、エチレン−プロピレンのランダム共重
合を−60℃にて4時間行った。次いで、同温度で4−
VP500ミリモルを−60℃で添加した後、反応系の
温度を1時間かけて0℃に上昇させ、同温度で5時間反
応させた。以下、実施例1と同様に処理し、Mn=2
8.4×103 、Mw/Mn=1.25、ビニルピリジ
ンユニット数n=10の末端修飾エチレン−プロピレン
ランダム共重合体(EPR)8.42gを得た。得られ
た共重合体の13C−NMR測定を行い、二級炭素に帰属
するピーク(S)と三級炭素に帰属するピーク(T)の
面積から次式に基づいて、プロピレンの含有量を計算し
た。その結果、共重合体中のプロピレン含有量は、5
3.9モル%であった。 プロピレン含有量(モル%)={T/ 1/2(S+T)}
×100 なお、この共重合体を差動走査熱量計(DSC)により
熱分析した結果、プロピレン単独重合体に起因するガラ
ス転移温度(約−10℃)は観測されなかった。ピリジン環の4級化反応 この重合体を実施例1と同様にして臭化ベンジルとの反
応を行った。得られた重合体のIR測定を行ったとこ
ろ、ポリプロピレン末端のピリジンが4級化されている
ことが確認された。
Example 4 Synthesis of EPR Modified with Terminal Vinyl Pyridine 500 ml of toluene was placed in a 1.0 liter autoclave sufficiently replaced with nitrogen gas, cooled to -60 ° C., and then 25 mmol of Al (C 2 H) was added at the same temperature. 5 ) A solution of 2 Cl in n-heptane and a solution of 1.5 mmol of V (2-methyl-1,3-butanedionate) 3 in toluene were added. Then, after reducing the pressure in the system to 680 mmHg, a mixed gas of ethylene and propylene (40/60 molar ratio) was continuously supplied, and random copolymerization of ethylene-propylene was carried out at -60 ° C for 4 hours. Then, at the same temperature, 4-
After adding 500 mmol of VP at −60 ° C., the temperature of the reaction system was raised to 0 ° C. over 1 hour and reacted at the same temperature for 5 hours. Thereafter, the same treatment as in Example 1 is performed and Mn = 2
End-modified ethylene-propylene random copolymer (EPR) 8.42 g having 8.4 × 10 3 , Mw / Mn = 1.25, and vinylpyridine unit number n = 10 was obtained. 13 C-NMR measurement of the obtained copolymer was performed, and the content of propylene was determined from the areas of the peaks (S) belonging to secondary carbon and the peaks (T) belonging to tertiary carbon based on the following formula. I calculated. As a result, the propylene content in the copolymer was 5
It was 3.9 mol%. Propylene content (mol%) = {T / 1/2 (S + T)}
× 100 In addition, as a result of thermal analysis of this copolymer by a differential scanning calorimeter (DSC), a glass transition temperature (about -10 ° C) due to a propylene homopolymer was not observed. Quaternization reaction of pyridine ring This polymer was reacted with benzyl bromide in the same manner as in Example 1. By IR measurement of the obtained polymer, it was confirmed that the pyridine at the polypropylene terminal was quaternized.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明の重合体は、異種ポリマーの相溶
化剤、ポリマーに染色性や接着性を付与するポリマー改
質剤、潤滑油等の粘度指数向上剤、微生物捕捉剤等に使
用することができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The polymer of the present invention is used as a compatibilizer for heterogeneous polymers, a polymer modifier for imparting dyeability or adhesiveness to polymers, a viscosity index improver for lubricating oils, microbial trapping agents, etc. be able to.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植木 聰 埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目3番1 号 東燃株式会社総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Satoshi Ueki 1-3-3 Nishitsurugaoka, Oi-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Tonen Corporation Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリプロピレン又はエチレン−プロピレ
ンランダム共重合体の末端が下記一般式Iで表されるピ
リジニウム基ユニットで修飾されてなる末端修飾ポリオ
レフィン。 一般式I 【化1】 〔但し、Rはアルキル基若しくはアリール基を表し、X
はハロゲン若しくは硫酸イオンを表し、nは1〜500
の数を表す。〕
1. A terminal-modified polyolefin obtained by modifying the terminal of polypropylene or an ethylene-propylene random copolymer with a pyridinium group unit represented by the following general formula I. General formula I [Wherein R represents an alkyl group or an aryl group, and X
Represents halogen or sulfate ion, and n is 1 to 500
Represents the number of. ]
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