JPH10251336A - スチレン類の重合方法 - Google Patents

スチレン類の重合方法

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JPH10251336A
JPH10251336A JP6081997A JP6081997A JPH10251336A JP H10251336 A JPH10251336 A JP H10251336A JP 6081997 A JP6081997 A JP 6081997A JP 6081997 A JP6081997 A JP 6081997A JP H10251336 A JPH10251336 A JP H10251336A
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JP
Japan
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styrene
polymerization
transition metal
titanium
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JP6081997A
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English (en)
Inventor
Nobuo Kawahara
信夫 川原
Kiyomi Morita
清美 森田
Tadahiro Sunaga
忠弘 須永
Tadashi Asanuma
浅沼  正
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Publication date
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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
    • C08F12/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高融点の結晶性アイソタクチックスチレン類
重合体を高収率で得ることができる重合方法を提供す
る。 【解決手段】 ハロゲン化マグネシウム、芳香族ジエス
テルおよびチタン化合物からなる遷移金属化合物成分と
有機アルミニウム化合物およびアルコキシシラン化合物
とからなる触媒の存在下でスチレン類を重合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスチレン類の重合方
法に関する。詳しくは、特定の触媒を用いてスチレン類
をアイソタクチックスチレン類重合体に重合する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】立体規則性を有するスチレン類の重合体
は高い融点を持っている。例えば沸騰メチルエチルケト
ン抽出による不溶分割合がが93.2%のアイソタクチ
ックポリスチレンの融点は223.1℃(特開平2−1
58608)であり、熱物性に優れている。従来から、
遷移金属化合物と有機金属化合物からなる触媒を用いて
スチレン類を重合して立体規則性を有するスチレン類の
重合体を製造できることは知られているが(例えばマク
ロモレキュラ−シンセシス(Macromolecular Synthesi
s)、、1(1963))、非常に低活性である。ア
イソタクチックポリスチレンの製造方法として、三塩化
チタンとトリエチルアルミニウムからなる触媒成分に第
三成分としてエーテル類を添加した触媒系でスチレンを
重合し、融点が223℃の重合体が得られている(特開
平3−66709)。また、ハロゲン化マグネシウムに
ハロゲン化チタンを担持し、芳香族カルボン酸モノエス
テルを電子供与体として用いた触媒成分と有機アルミニ
ウム化合物からなる触媒系(例えば、特開昭62−17
4212、特開昭2−277410、特開昭63−75
011)では融点が224℃のスチレン重合体が得られ
ている。しかし、活性は十分に高くなく、より高活性な
触媒の開発が望まれる。
【0003】
【発明の解決しようとする課題】本発明の目的は、高融
点の結晶性アイソタクティックスチレン類重合体を高収
率で製造し得る重合方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決する方法について鋭意検討し、本発明を完成し
た。
【0005】本発明のスチレン類の重合方法は、ハロゲ
ン化マグネシウム、芳香族ジエステル及びチタン化合物
からなる遷移金属化合物成分と有機アルミニウム化合物
およびアルコキシシラン化合物とからなる触媒の存在下
でスチレン類を重合することを特徴とするものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の遷移金属触媒成分を製造
するのに用いるハロゲン化マグネシウムとしては、塩化
マグネシウム、臭化マグネシウム、あるいはそれらとエ
ーテル、モノエステルとの錯体、あるいは塩化マグネシ
ウムと臭化マグネシウムの共晶体などが利用できる。
【0007】芳香族ジエステルとしては、フタル酸、ナ
フタレンジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸およ
びその誘導体と炭素数1〜12の脂肪族アルコール、核
置換されることもあるフェノールまたは炭素数7〜12
の芳香族アルコールとのエステルが好ましく利用でき、
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロ
ピル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル
酸ジデシル、フタル酸ジフェニル、フタル酸ジベンジ
ル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、2−メチルフタ
ル酸ジメチル、2−メチルフタル酸ジエチル、2−メチ
ルフタル酸ジプロピル、2−メチルフタル酸ジブチル、
3−メチルフタル酸ジメチル、3−メチルフタル酸ジエ
チル、3−メチルフタル酸ジプロピル、3−メチルフタ
ル酸ジブチル、ナフタレンジカルボン酸ジメチル、ナフ
タレンジカルボン酸ジエチル、ナフタレンジカルボン酸
ジプロピル、ナフタレンジカルボン酸ジブチル、アント
ラセンジカルボン酸ジメチル、アントラセンジカルボン
酸ジエチル、アントラセンジカルボン酸ジプロピル、ま
たはアントラセンジカルボン酸ジブチルなどの他に、2
つのエステル結合を形成するアルコールが異なるフタル
酸ブチルベンジル、またはフタル酸エチルヘキシルなど
のジエステルが例示できる。
【0008】本発明において好適に利用されるチタン化
合物としては、四価のチタンもしくは三価のチタンのハ
ロゲン化物が挙げられ、ハロゲンとしては、フッ素、塩
素、臭素、ヨウ素が例示でき、好ましくは塩素が挙げら
れる。特に好ましくは四塩化チタンが例示できる。また
チタンのハロゲン化物の一部のハロゲンがアルコキシ基
にかわったものも利用できる。
【0009】本発明において、ハロゲン化マグネシウム
と芳香族ジエステルとチタン化合物からなる遷移金属触
媒成分を製造する方法については特に制限はなく、全て
の成分を共粉砕し、必要に応じ炭化水素化合物またはハ
ロゲン化炭化水素化合物中で加熱処理する方法、または
ハロゲン化マグネシウムを不活性溶媒中でアルコールな
どの電子供与性化合物の存在下で溶解させ、芳香族ジエ
ステルの存在下あるいは不存在下にチタン化合物と接触
させて析出させることで得られる担体に、更にこの担体
を芳香族ジエステルで処理した後にチタン化合物を担持
するか、もしくは芳香族ジエステルと同時にチタン化合
物を担持する方法等で製造することができる。ここで用
いるチタン化合物は予め芳香族ジエステルと錯体を形成
させて利用することもできる。
【0010】芳香族ジエステルとチタン化合物の使用割
合は、モル比で0.1:1〜1:0.1が好ましく、特
に好ましくは0.3:1〜1:0.3である。この範囲
外では、その触媒を用いて重合したとき、活性及び得ら
れる重合体の立体規則性が極めて低下する。またハロゲ
ン化マグネシウムに対するチタン化合物の割合は、重量
比で1:0.001〜1:0.1程度が好ましい。
【0011】共粉砕は通常の振動ミル、あるいはボール
ミルで行われ、粉砕時間は数時間〜数百時間、粉砕温度
は−70°〜100℃が好ましい。特に好ましい粉砕時
間は数時間〜数十時間、粉砕温度は−10°〜50℃で
ある。
【0012】こうして共粉砕したものはさらに必要に応
じ炭素数1〜12の炭化水素化合物あるいはその水素の
1〜全部が塩素、臭素、沃素で置換した化合物中で、好
ましくは50°〜150℃において加熱処理される。特
に好ましい温度は70°〜130℃である。共粉砕物に
対する炭化水素化合物の使用割合はwt/vol比で1
/1〜1/100が一般的である。
【0013】担体の析出法は特に制限はないが、所定の
溶媒でハロゲン化マグネシウムを溶解させた後、所定の
温度で析出させる溶解−析出法(例えばファインケミカ
ル、第23巻、第1号、32頁(1994))が好まし
く利用でき、より好ましくは、0℃以下の温度でハロゲ
ン化マグネシウム溶解液とチタン化合物とを接触させた
後、100℃以上まで、徐々に温度を上昇させることに
よって担体の析出を行う方法が用いられる。
【0014】本発明において好適に利用されるアルコキ
シシラン化合物としては下記の一般式
【0015】
【化1】RnSi(OR’)4-n (式中Rは炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜2
0のシクロアルキル基、ノルボルニル基、炭素数6〜2
0のアリール基から選ばれる。R’は炭素数1〜12の
アルキル基、nは1〜3の整数)で表されるものであ
る。
【0016】本発明においてRとしてはメチル基、エチ
ル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチ
ル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチ
ル基、ヘキシル基、シクロブチル基、シクロペンチル
基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、フェニル基な
どが挙げられる。またR’としては、メチル基、エチル
基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル
基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基などが挙げられる。
【0017】さらに具体的なアルコキシシラン化合物と
して例えば、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、
シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシ
ル−iso−プロピルジメトキシシラン、シクロヘキシ
ルーtert−ブチルジメトキシシラン、シクロヘキシ
ルペンチルジメトキシシラン、シクロヘキシルヘキシル
ジメトキシシラン、シクロブチルメチルジメトキシシラ
ン、シクロブチルエチルジメトキシシラン、シクロブチ
ル−iso−プロピルジメトキシシラン、シクロブチル
−tert−ブチルジメトキシシラン、シクロブチルペ
ンチルジメトキシシラン、シクロブチルヘキシルジメト
キシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニ
ルエチルジメトキシシラン、フェニル−iso−プロピ
ルジメトキシシラン、フェニル−tert−ブチルジメ
トキシシラン、フェニルペンチルジメトキシシラン、フ
ェニルヘキシルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキ
シシラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、ジメチ
ルジメトキシシラン、メチルエチルジメトキシシラン、
エチル−tert−ブチルジメトキシシラン、ジプロピ
ルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシ
シラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、シク
ロヘキシル−iso−プロピルジエトキシシラン、シク
ロヘキシル−tert−ブチルジエトキシシラン、シク
ロヘキシルペンチルジエトキシシラン、シクロヘキシル
ヘキシルジエトキシシラン、n−デシルエチルジブトキ
シシラン、シクロヘキシルメチルジ−tert−ブトキ
シシラン、シクロヘキシルエチルジ−tert−ブトキ
シシラン、シクロヘキシル−iso−プロピルジ−te
rt−ブトキシシラン、シクロヘキシル−tert−ブ
チルジ−tert−ブトキシシラン、シクロヘキシルペ
ンチルジ−tert−ブトキシシラン、シクロヘキシル
ヘキシルジ−tert−ブトキシシラン、シクロヘキシ
ルメチルメトキシエトキシシラン、シクロヘキシルエチ
ルメトキシエトキシシラン、シクロヘキシル−iso−
プロピルメトキシエトキシシラン、シクロヘキシル−t
ert−ブチルメトキシエトキシシラン、シクロヘキシ
ルペンチルメトキシエトキシシラン、シクロヘキシルヘ
キシルメトキシエトキシシラン、シクロヘキシルトリメ
トキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、プロピル
トリエトキシシラン、フェニルジメチルエトキシシラ
ン、シクロヘキシルジエチルエトキシシラン等が例示で
きる。
【0018】本発明において用いられる有機アルミニウ
ム化合物としては、好ましくはトリメチルアルミニウ
ム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウ
ム、トリブチルアルミニウムなどのトリアルキルアルミ
ニウム、またはその1〜2個の炭化水素残基が塩素また
は臭素で置換されたジエチルアルミニウムクロライド、
エチルアルミニウムジクロライド等のアルキルアルミニ
ウムハライド、またはこれらの混合物が例示される。特
に好ましくは、トリイソブチルアルミニウム、トリエチ
ルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、ジエチルア
ルミニウムクロライド等が挙げられる。
【0019】遷移金属触蝶成分中のチタン化合物に対す
る有機アルミニウムの使用割合は、モル比で好ましくは
1:1〜1:10000、特に好ましくは1:1〜1:
1000である。また遷移金属触媒成分中のチタン化合
物に対する上記アルコキシシランの使用割合はモル比で
好ましくは1:1〜1:10000、特に好ましくは
1:1〜1:1000である。
【0020】本発明において使用されるスチレン類とし
ては、スチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチ
レン、2,4−ジメチルスチレン、o−エチルスチレ
ン、p−エチルスチレン、2,4−ジエチルスチレン、
o−クロロスチレン、p−クロロスチレン、α−メチル
スチレン、2−ビニルナフタレン、またはα−メチル−
2−ビニルナフタレンなどが挙げられる。これらスチレ
ン類は単独重合だけでなく、2種類以上のスチレン類の
共重合に用いても良い。
【0021】本発明による重合方法はスチレン類と、α
−オレフィンまたはジエン化合物とのランダムあるいは
ブロック共重合に用いても良く、その際使用されるα−
オレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、ブ
テン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチル−
1−ペンテン等が、またジエン化合物としては1,3−
ブタジエン、1,4−ヘキサジエン、4−メチル−1,
4−ヘキサジエン、エチリデンノルボルネン、ジシクロ
ペンタジエン等が挙げられる。
【0022】本発明においてスチレン類の重合方法には
特に制限は無く、ポリマーが溶媒中に溶解している溶液
重合、或いはポリマーが溶媒中に懸濁しているスラリー
重合など公知の種々の方法が採用できる。この重合の際
使用される重合溶媒としては、例えばブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、
シクロペンタン、シクロヘキサン等の飽和炭化水素化合
物や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素化合物が挙げられる。
【0023】重合に際して使用するハロゲン化マグネシ
ウムにチタン化合物を担持した遷移金属触媒成分の使用
量は、特に制限されないが、重合系全体に対して、遷移
金属触媒成分が、0.001〜10ミリモル/リット
ル、通常は0.01〜1ミリモル/リットル程度が通当
である。
【0024】重合温度は−20゜〜150℃、特には常
温〜100℃が好ましく、重合時間は重合温度、触媒量
等により異なるが、通常数分〜24時間、特には10分
〜10時間が好ましい。上記重合反応中、水素等の分子
量調節剤の存在下で重合することも可能である。
【0025】
【実施例】以下に実施例を本発明についてさらに説明す
る。 実施例1 (遷移金属触媒成分の調製)直径12mmの鋼球9kg
の入った内容積4リットルの粉砕用ポットを4個装備し
た振動ミルを用意し、各ポットに窒素雰囲気中で塩化マ
グネシウム300g、塩化アルミニウム30g、フタル
酸ジイソブチル75ml、四塩化チタン75mlを加え
40時間粉砕した。
【0026】上記共粉砕物10gを200mlのフラス
コに入れトルエン60mlを加え114℃で30分間攪
拌処理し、次いで静置して上澄液を除去した。ついで2
0℃において固形分をn−ヘプタン100mlで3回洗
浄し、さらに100mlのn−ヘプタンに分散して遷移
金属触媒成分スラリーとした。得られた遷移金属触媒成
分はチタンを1.9wt%含有し、フタル酸ジイソブチ
ルを14.2wt%含有していた。 (スチレンの重合)300mlの、攪拌装置を備えたフ
ラスコを窒素置換し、そのなかに上記により得られた遷
移金属触媒成分100mgとトリイソブチルアルミニウ
ム1.9g、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン
0.68mlおよびヘプタン100mlとを入れ、室温
で10分攪拌した後、スチレン50mlを添加し、70
℃に昇温した。その後激しく攪拌しながら1時間重合し
た。メタノール10mlを加えて触媒を失活した後、ボ
リマーを濾取乾燥した。得られたポリマーは10.5g
であり、融点は224℃であった。 実施例2 内容積3リットルの、攪拌装置を備えたオートクレーブ
を窒素置換し、そのなかに実施例1で得られた遷移金属
触媒成分1.0gとトリイソブチルアルミニウム8.3
g、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.76g
およびヘプタン500mlを装入し、室温で10分攪拌
した。ついでスチレン200mlを添加し、水素を1.
0kgf/cm2(ゲージ圧)になるようにオートクレ
ーブ内に導入した後、激しく攪拌しながら70℃に昇温
した。2時間後、メタノール200mlとアセト酢酸メ
チル10mlを加えて触媒を失活し、ポリマーを水洗し
たのち、濾取して乾燥した。得られたポリマーは94.
0gであり、融点は224℃であった。沸騰メチルエチ
ルケトン抽出によるポリマーの不溶分割合は94.8%
であった。 比較例1 内容積3リットルの攪拌装置を備えたオートクレーブを
窒素置換し、そのなかに三塩化チタン(東邦チタン
(株)製)1.47gとトリエチルアルミニウム1.8
0ml、トルエン1リットルを入れ、50℃で10分攪
拌した後、スチレン200mlと水素0.75kgf/
cm2(ゲージ圧)、までをオートクレーブ内に激しく
攪拌しながら70℃に昇温した。2時間後、メタノール
2リットル中に重合溶液を注ぎ入れてポリマーを沈澱さ
せた後、水洗して濾取乾燥した。得られたポリマーは3
3.6gであり、融点は222℃であった。
【0027】
【発明の効果】本発明の方法によれば、高融点の結晶性
アイソタクティックスチレン類の重合体を高収率で製造
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の理解を助けるためのフローチャートで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅沼 正 大阪府高石市高砂1丁目6番地 三井東圧 化学株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハロゲン化マグネシウム、芳香族ジエス
    テル及びチタン化合物からなる遷移金属化合物成分と有
    機アルミニウム化合物およびアルコキシシラン化合物と
    からなる触媒の存在下でスチレン類を重合することを特
    徴とするスチレン類の重合方法。
JP6081997A 1997-03-14 1997-03-14 スチレン類の重合方法 Pending JPH10251336A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100152387A1 (en) * 2007-05-23 2010-06-17 Basf Se Isotactic polystyrene having reactive groups

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20100152387A1 (en) * 2007-05-23 2010-06-17 Basf Se Isotactic polystyrene having reactive groups

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