JPS58125714A - 新しい共重合体とその製造法 - Google Patents

新しい共重合体とその製造法

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JPS58125714A
JPS58125714A JP676082A JP676082A JPS58125714A JP S58125714 A JPS58125714 A JP S58125714A JP 676082 A JP676082 A JP 676082A JP 676082 A JP676082 A JP 676082A JP S58125714 A JPS58125714 A JP S58125714A
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JP
Japan
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butadiene
copolymer
producing
isoprene
compound
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JP676082A
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English (en)
Inventor
Kunihiko Takeda
邦彦 武田
Keiji Tada
多田 啓司
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Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

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】 ポリブタジェン、ポリインプレンなどジエン化合物のポ
リマーでは、そのミクロ構造によって物理的及び化学的
性質が異ガる。ミクロ構造とは1.4−シス、1.4−
1−ランス、1,2−アイソタクチック及び1.2−シ
ンジオタクチックなど立体的化学構造のことである。一
般に1.4−1−ランス体を多く含む程、転移温度が高
い。例えば1.4−シスポリブタジェンの一次転移温度
は1℃であり、一方1.4−トランスポリブタジェンで
は145℃である。このことは即ち、室温においてゴム
弾性を示すのは1,4−シスポリブタジェンであり、l
、4−トランスポリブタジェンはプラスチック性を帯び
ていることを倉味している。イソプレンも同様テアって
、現在工業化されているブタジェンゴム及びイソプレン
ゴムは、この為にある程度の1.4−シス構造金倉んで
いる。高シスブタジェンゴムや高シスイソプレンゴムは
、1.4−シス構造を90−以上含むものであって、C
れらもすでに工業化されており、ゴムとしての低温特性
、型流れ性などにも関連している。この様に1.4−シ
ス構造の含量はポリマーの物性を大きく左右している因
子であり、その含量が多くなる程転移温度が低くなると
いう一般的な特徴をイ」[〜でいる。
ブタジェンはラジカル重合、カチオン重合、アニオン正
合のいずれによっても重合する。ブタジェンのQおよび
e値はそれぞれQ= 2.39およびe=−1,05で
ある。乳化によるラジカル重合々どを行っても、1.4
−シス含M1″の高いものは得られないが、Co系の添
加物を加えて約90%の1.4−シス含量のポリマーを
得た例はある。カチオン重合ではブタジェンは低1F合
度の1.4−1−ランスが主体のポリマーしか得られな
い。ブタジェンのみをチーグラー・ナツタ系の触t#に
て配位アニオン重合させると1.4−シス含]11の畠
いポリマーが得られることは知られている。触媒として
は例えばT ICL* Et 8AL + CO化合物
−E を富AL 、 Ni化合物−BFI・0Etz 
 E tiAL などが用いられ、そのミクロ構造にお
いては1,4−シス含量が98−近くに及ぶものも見い
出されている。
一方イソプレンの単独重合でも、チーグラー・ナツタ系
の触媒や有機リチウム々どが用いられ。
このミクロ構造でも1.4−シス含量が9096以上の
ポリマーが?’Jられている。
この様にブタジェンとイソプレンは各々の単独重合では
重合性も高いし、触媒によっては1.4−シス含量の高
いポリマーが得られることは公知である。
さて、ブタジェンとイソプレンの共重合についても多く
の研究がなされてきた。ラジカル共重合においてはその
共重合比はrl= 0.8 、 rz = 0.9 (
Mt =ブタジェン、M2−イソプレン)であって、比
較的その共重合性は良い。しかるにこれらの共重合体に
おいては1,4−シス含量が40チ程度の低いポリマー
しか得られない。またチーグラー・ナツタ系の触媒を用
いて共重合させても、そのγ1.r2はγ1==l〜2
.γ*=0.8〜1.4と比較的共重合性は良い。
ここで驚くべきことは、チーグラー・ナツタ系触媒を始
めとするイオン重合においては、ブタジェン、インブレ
ンそれぞれの単独重合体においては1.4−シス含量の
高いポリマーが得られるにもかかわらず、共重合体にお
いてはその含量が極端に低いものしか得られないという
ことである3、その含量は各モノマーの組成によって異
なり、ブタジェンとイソプレンの重量゛比が1:1のコ
ポリマーの時が最も低く、約40−程度であ一す、  
1:9  。
9=1の時も約60−程度しかない。この様にブタジェ
ンとインプレンの共重合物において、1.4−シス含i
の高い共重合体は得られていない。ラジカル重合など他
の重合方法を用いても、共重合物における1、4−シス
含量が低いものであることにかわりはない。
か\る現況において発明者らは検討を重ねてきた結果、
ブタジェンとイソプレンの共重合体においても、1.4
−シス含h(゛の高いポリマーを得る触媒を発見するに
至り1本発明の完成した。即ち本発明は、1,4−シス
含量が80チ以上であるブタジェン−インブレンの新し
い共重合体、及びその製造法に関している。
本発明に言う肋規な共重合体とは、ブタジエンとイソプ
レンの共重合体において、ブタジェンの重1チが10〜
90%であり、且つその1,4−シス含1が80モルチ
以上のものである。1,4−シス含量が90モルチ以上
のものけ更に好ましい態様例である。共重合体の分子f
に特に制限はないが、1ρ00〜1,000,000 
が好ましい。本願に首う分子量とはスタウデインガーの
式においてに=0.02. d=0.73(但し濃度は
V/−)として引算したものである。
さらに本発す1けこの匁ましい共重合体の製造法に関し
ている。この共重合体iJ、ブタジェンとインプレンと
を共y1(合させることによって得ることができる。1
(合の方法VC%に制限はないが、代表的には非極性溶
奴中において、溶液重合を行っても得られる。重合中に
適宜、ブタジェン、インプレンを添加してゆく手法も何
らさしつかえない。重合触媒は希土類元素化合物と有機
アルミニウム化合物の混合物である。希土類元素とは原
子番号が57から71の15元元素Cスカンジウムとイ
ツトリウムを加えた17元床のことであり、希土類元素
化合物とはこの17元素の41機並びに無機塩及び酸化
物である。無機塩とはリン酸増、炭酸塩、フッ化炭酸塩
、ケイ酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩などであり、有機
塩と6ナフテネート、アセチルアセトネート、ベンゾイ
ルアセトネート及び有機リンfl: 地などである。
天然[iするモノザイト、バストネサイト、ガドリナイ
ト、ゼノタイム、ユウクセナイトをその1\あるいは適
当な処理をして用いても良く、これらは経済的な見地か
ら有効である。またC e + Pr +Nd、Gd、
Tb の化合物は触媒活性の高い点においてより良い触
媒と言える。
有機アルミニウム化合物としては市販されているトリエ
チルアルミニウムやトリイソブチルアルミニウムを用い
ることが好ましい。
触媒の量に%に制限はないが、モノマー100 frに
対し希土類化合物のモル数が0.01 mmotがら1
゜mmotが好ましく、さらに好ましくは、0.1 m
motから1mmotである。有機アルミニウム量は希
土類化合物に対し0.1倍モルから100倍モルが好ま
しく、さらに好ましくは1倍モルから50倍モルである
これらの触婢f加えて助触媒としての第三成分を加える
ことは伺ら差支えない。特に少量のアルコールを添加す
ると触媒粘性が高くなり好ましい。
7 /l/ =+−ルの具体例としてd゛メタノールエ
タノール、プロパツールなどを始めとする脂肪族アルコ
ール、フェノールなどの芳香族アルコールである。アル
コールの添加搦は有機アルミニウムに対し0.001倍
モルないし0.1倍モルが好ましい。
本発明におけるモノマーの仕込量け、モノマーの転化率
によって異なるため一概には言えないが、収率とのかね
あいから考えると、1から90重量−のブタジェン含量
が好廿しいと言える。
共重合は不活性液体の存在下に行うと好ましい場合があ
る。不活性液体としては、ベンゼン、トルエン、キシレ
ンなどの芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ンなどの脂肪族炭化水素類、ジクロルエタン、テトラク
ロルエタン、ジブロモエタン々どのハロゲン置換の炭化
水素類、シクロヘキザンなどの脂環式炭化水素類、ジエ
チルエーテル、ジブチルニーデル、THFなどのエーテ
ル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、
アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル類、
酢酸エチル、耐酸ブチル、酪酸ブチルなどのエステル類
等を月1いることができる。このうちニトリル類は共重
合してゆくに従ってポリマーが沈渡・シてくるので、再
沈などの操作が不必要である点で優れている。
代表的な合成法を述べるならは、所定量の希土類化合物
及び有機アルミニウム等をチッ素雰囲気下に混合し触媒
を調整しておく。別の容器に所定量のブタジェンとイン
プレンを仕込んでおき、これにチッ素雰囲気下に調整し
ておいた触媒を投入する。θ丁定温度で成る間開反応さ
せたのち、アルコールによって触媒を失活させ、その後
再沈などの操作によって共1合体を得ることができる。
反応の温度に制限はないが、−40℃から80℃が好ま
しく、−10℃から50℃はさらに好ましい。
本発明VCおける共1合体目、適宜加硫等の化学的処理
などと加え、ゴムとして用いることができる0 以下に本発明の実施例を示すが、これらは本発明を制限
するものではない。
実施例1 無水塩化ネオジウム125■(0,5ミリモル)を50
 mlの1劃圧ピンに入れ、充分に窒素置換したのちフ
タをした。これに注射器にて400■(1,5ミリモル
)トリブチルホスフェートと19.8 hのトリイソブ
チルアルミニウム(15%ヘキサン溶液)を加え、室温
にて1時間攪拌した。次に別の200ゴの耐圧ビンに、
よく9素パージしたのち3.5 trのブタジェンと6
.5frのイソプレン及び100 mlのトルエンを入
れた。先程調整した触媒の全量の1/1oを均一になる
様攪拌しながら注射器で首、取したのち、この制圧ビン
に注入した。磁気攪拌器で攪拌を続けながら室温で72
時間反応を継続させた。少量のメタノールを加えたのち
、耐圧ビンの内容物を取り出してメタノールから再沈し
、沈澱を炉別して生成物を曲だ。乾燥後の重量は8.8
か(収量88チ)であった。ポリマー中のブタジェンと
イソプレンの各々の含量及び1,4−シス、1.4−)
ランス等の含量は元素分析、赤外吸収スペクトルなどか
ら測定することができる。得られたポリマーの赤外スペ
クトルの主たるピークは次の通りである。
(Cm−1) 740 、833 、1379 、1450 、1,6
65 、2980他また元素分析イ1/1し1次の通り
であった。
C:88.42 チ )1;11.57 % 赤外スペクトル及び元素分析の結果から、このポリマー
の組成は次のAnりであることが判明した。
ブタジェン含量 40wt918 このポリマーのトルエン溶液における極限粘度は〔η)
=3.1で、分子爺は500,000であると結論され
た。
得られたポリマーはゴムとして用いることができる。こ
こで得られたポリマーのムーニー粘度を測定した所、7
0であった。
実施例2〜9 実施例1と同様の手法にて、各種条件下で行った結果を
第1表にまとめて示す。
以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)フタジエンの重量%が10〜90のブタジェン−
    イソプレン共重合体において、その1.4−シス含量が
    80モルチ以上であることを特徴とする共重合体 (2)分子量が1,000〜1,000,000  で
    ある特許請求の範囲第1項に記載の共重合体 (3)希土類元素化合物と有機アルミニウムを含む触媒
    により、ブタジェンとインブレンを共重合させることを
    特徴とするブタジェンの重量%力10〜90のブタジェ
    ン−インプレン共重合体において、その1.4−シス含
    量が80モルチ以上である共重合体の製造方法 (4)希土類元素化合物としてCe、 Pr、 Nd、
     GcL。 Tbの化合物を用いることを特徴とする特許請求の範囲
    第3項に記載の共重合体の製造方法(5)  有機アル
    ミニウムとしてトリエチルアルミニウム及び/マタはト
    リイソブチルアルミニウムを用いることを特徴とする特
    許請求の範囲第3項捷たは第4項に記載の共重合体の製
    造方法(6)希土類元素化合物としてモナザイト、バス
    トネサイト、ガドリナイト、ゼノタイム、ユウクセナイ
    トを用いることを特徴とする特許請求の範囲第3項、第
    4項および第5項のいずれかに記載の共重合体の製造方
    法 (7)触媒系にアルコールを添加することを特徴とする
    特許請求の範囲第3項、第4項、第5項および第6項の
    いずれかに記載の共重合体の製造方法 (8)不活性液体の存在下に共1−合させることを特徴
    とする特許請求の範囲第3項、第4項、第5項、第6項
    および第7項のいずれかに記載の共重合体の製造方法 (9)  ニトリル類を不活性液体として用いることを
    特徴とする特許請求の範囲第8項に記載の共重合体の製
    造方法
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