JPS6055526B2 - モノオレフインおよびジオレフイン化合物の重合法 - Google Patents

モノオレフインおよびジオレフイン化合物の重合法

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JPS6055526B2
JPS6055526B2 JP52139027A JP13902777A JPS6055526B2 JP S6055526 B2 JPS6055526 B2 JP S6055526B2 JP 52139027 A JP52139027 A JP 52139027A JP 13902777 A JP13902777 A JP 13902777A JP S6055526 B2 JPS6055526 B2 JP S6055526B2
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monoolefin
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サルバト−レ・クチネツリ
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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
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • 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
    • C08F36/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/02Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F36/04Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、モレオレフインおよびジオレフィンを重合
および共重合する改良した方法に係わり、該方法は新規
な触媒組成物を使用し、これにより従来公知の触媒組成
物に比べて高収率で立体特異性の重合体が得られる。
遷移金属化合物とアルミニウムアルキルまたはアルミ
ニウムヒドリツドとでなる二元触媒により不飽和化合物
を重合することは公知である。
さらに出願人は遷移金属誘導体とポリイミノアラン(P
IA)とでなる触媒によるこのような化合物の重合に係
わる多数の特許発明および特許出願を有している。 他
の発明によれば、TiC1。
と単位(HAINR)(ここではRは炭化水素基である
)が連鎖を形成している化合物とでなる触媒組成物は公
知であり、後者の化合物はかご型分子構造により特徴づ
けられ、その立体姿勢はイミン単位の数に左右される。
本発明者等は、遷移金属化合物(b)とポリイミノア
ラン(c)でなる二元組成物にアルミニウムアルキル誘
導体またはアルミニウムヒドリツド誘導体(a)を添加
することにより、成分(a)および(b)、または(b
)および(c)の組合せでなる各触媒よりも高い活性を
有するモノオレフィンおよびジオレフインの重合用三元
触媒組成物が調製できることを見出し、本発明に至つた
さらに詳述すれば、成分(a)は一般式,AlRc−X
Hx(式中Rは炭化水素基であり、xは0ないし3であ
る)で表わされる化合物である。本出願人は、PIAと
アルミニウムアルキルとをイミン単位(HAlNR)と
アルミニウムアルキルとのモル比が1ないし3である量
で反応させることからなるPIAの変成法に係わる特許
出願(特開昭52−9372吟)の出願人でもある。
この発明による反応は次式によつて表わされる。
式中nは連続するイミン単位の数であり、RおよびR″
は同一または相異なる炭化水素基であり、zは積(y−
x)に等しい(ただしzは1ないしN..xは前記の数
値である)。
PlAの水素のアルキル基による部分的または全部置換
により、AlR3−XHxで表わされるアルミニウムヒ
ドリツド誘導体とともに、代表的なかご型構造を保持し
た化合物が得られる。アルミニウムアルキルの量が増加
するにつれて、反応はアルミニウムに結合するアルキル
基の数がより多い誘導体を形成するように進行し、つい
には水素原子がすべてアルキル基で置換されたPI八透
導体が得られる。
上記反応においてアルミニウムアルキルに対して過剰量
の(HAlNR)nを使用することは、AlR2H,A
lRH2,AlH,の如き単純なヒドリッド誘導体、さ
らに詳述すれば水素原子数の多いヒト5リツド誘導体の
生成を促進する。
後者の物質、すなわちアルミニウムアルキルとPIA分
子との相互作用は、遷移金属との共同作用においてより
触媒活性の強い触媒を形成しうる物質を生成する。
本発明の要求を満すこの事実は、;以下の事実に基いて
本発明者等が確認したものである。(1)上記三元触媒
組成物を使用して行なつたイソプレンの重合反応、いよ
び比較のため二元触媒組成物1A2乳丘駄?ΣX冨3−
TiCl4を使用して行なつた同様の重合反応の結果は
、三元触媒組成物が示した改善された活性度はPIAと
AlR3またはA]Rj−0H0の特殊な相互作用化合
物によるものであることを示した。
第1図において、曲線Aは、TiCl,+AlEt3、
曲線Bは(HAlN−イソプロピル)6+TiCl4、
曲線Cは(HAlN−イソプロピル)6+AlEt3に
係わる。
三元触媒組成牡庁1C13−PIA−AlR3、および
二元触媒組成物TiCl4−PIAおよびTiCl3一
AL.R3を使用して行なつたエチレンの重合反応にお
いても同じ結果が得られた。
その結果を第2表に示す。(2)全部または部分的にア
ルキル化したPIAは原料にPIAよりも活性が劣り、
あるいはTiCl,との共存下におけるイソプレンの重
合反応では不活性であるため、PIAの水素のアルキル
基による置換に基く活性化効果は排除されるべきである
。(3)PIAに関連して、PIAの塩素化およびLi
AlH,による処理から得られた生成獄■)を使用する
ことにより、イソプレンについての改善された重合活性
が観察された。
以下の反応2および3に従つて、このような処理により
PIA<5A1H3との錯体が生成する。第2図は原料
PIAに対して生成物0Dについての活性の増加を表わ
すグラフであつて、固形重合体の収率を縦軸に、A1/
Tiの割合を横軸にプロットしたものである。図中、曲
線Aは(HAlN−zイソPr)6・AlH3+TiC
l4、曲線Bは(HAlN−イゾ旨)。+TiCl4に
係わるものである。重合反応は−5(代)ないし+25
(代)の温度、好ましくは+10℃ないし200Cにお
いて、単量体が液体であれば単量体の蒸気圧から200
気圧の範囲の圧力、好ましくは1ないし2(2)圧で、
可能であれば脂肪族、芳香族または脂環式炭化水素の中
から選ばれる溶媒の存在下で実施される。重合反応速度
および固形重合体の収率に対する影響力をもつとして公
知のモル辻^1/Me(ここでA1はイミン単位のアル
ミニウムと単純なヒドリツドまたはアルキル誘導体のア
ルミニウムとの合計であり、Meは遷移金属である)は
0.1ないし500であり、その好ましい範囲は重合す
べき単量体の性質と両立するように変化しうる。実施例
1〜15 第1図は固形重合体の収率を縦軸にAl/Tiの比を横
軸にプロットしたグラフであり、三元触媒組成物(HA
lN−イソーC3H,),−A1(C2H5)3一
1TiC1,(特にモ
ル比A1(C2H5)/6(HAln−イソーC3H,
)6=0.02)を使用して得られた結果を、比較のた
めの二元触媒組成物(HAln−イソーC3H7)6−
TiCI4およびA1(C2塊)3−TiCl,を使用
して得た結果とともに図示したものである。
重合反応は以下の操作に従つて実施した。前もつて窒素
流下で加熱および冷却した密栓つきのびんに、窒素雰囲
気を維持したまま、無水ノラレマルヘプタン90m1、
TiCl,O.64ミリモルおよびA](C2H5)3
またはPIAlまたはAl(C2H5)3とともにPI
Aを所望のA]/Tiとなるように充填した。
褐色の沈殿物が生成した。反応混合物を室温で1紛間振
盪して熟成し、ついでイソプレン20gを添加した。
びんを密栓し、3(代)の恒温浴において2時間攪拌し
た。その後、抗酸化剤を溶解したメタノール20m1を
添加して反応を停止した。反応混合物を過剰のメタノー
ル中に注加し、得られた固形重合体を減圧下、5(代)
で乾燥し、秤量した。重合体の構造を赤外線分析によつ
て測定し、かつトルエン中3(代)にける固有粘度を測
定した。第1表は上記三元触媒組成物により得られたポ
リイソプレンの構造および固有粘度を示す。
実施例16〜35第2図は、JltAl/Tl(横軸)
を関数とする固形合体の収率(縦軸)を示すグラフであ
り、三元触媒組成物(HA]N−イソーC3H7)6・
AlH3一TiCl4を使用するイソプレンの重合反応
における結果を、比較のための二元触媒組成物(HAl
N−イソーC,H,),−TiCl4を使用して得た結
果とともに図示したものである。
これらの結果は、(HAlN−イソーC3H7)6と単
純なアラン誘導体との錯体形成反応から得られた物質が
改善された活性を有していることを示している。
この化合物は次の操作から得られる。
すなわち、窒素雰囲気中で、ジエチルエーテル(60m
1)中に(HAlN−イソーC3H7)6(9.5ミリ
モル)を含有する溶液に、HCl(9.5ミリモル)の
ジエチルエーテル溶液(13.5m1)を徐々に添加す
ることにより得られる。この反応は前記反応式2に従つ
て水素原子を塩素原子で均等に置換することである(S
.Cucinella等、ジャーナル●オブ●オルガノ
メタリック●ケミストリー(J.OrganOmeta
l.Chem.)、13s13.(1976)参照)。
このようにして得た生成物(アルミニウム57×10−
3グラム原子)のジエチルエーテル(100m1)溶液
にLiAlH4(9.5ミリモル)のジエチルエーテル
(12m1)溶液を添加した。反応式3に従つて化合物
■が生成し、溶液を蒸発させ、LiClの分離が完了し
たのち、沖取することによりこの化合物を分離し、減圧
下で乾燥した(10−3wRHg1室温、8時間)。こ
のようにして得られた生成物の化学分析の結果は、Al
:HaCt=1:0.87:1.25であつた。
実施例1〜15の操作方法に従つて重合反応試験を行な
つた。触媒系化合物■−TiCl4の場合にも得られた
重合体は1,4−シス含量が高くかつ〔η〕が高い値で
ある場合であつた。たとえば比,A1/Ti=1.15
で得られた重合体は以下の特性を有していた。
1,4−シス含量=95.8%、1,4−トランス含量
=1.3%、1,2一不飽和含量=0%、3,4一不飽
和含量=2.9%、〔η〕■エンニ5.20。
実施例36〜52 第3図は、辻A1/Ti(横軸)を関数として固形重合
体の収率(縦軸)を示したグラフであり、三元触媒組成
物(HAlN−イソーC3H7)6−AlH(イソC,
H9)2−TiCl,によるイソプレン重合反応におけ
る結果(曲線A)を、比較のための二元触媒組成物(H
AlN−イソーC3H7)6−TiCl,により得られ
た結果(曲線B)とともに図示したものである。
実施例1〜15の操作に従つて重合反応を実施した。
三元触媒組成物によつて得られたポリイソプレンは1,
4−シス不飽和含量が高くかつ〔η〕の値が高いもので
あつた。たとえば,A1/Ti=1.20で得れた重合
体は以下の性質を有していた。1,4−シス含量=95
.6%、1,4−トランス含量=0%、1,2一不飽和
含量=0.5%、3,4一不飽和含量=3.8%、総不
飽和度=102、〔η〕30℃トルエン04・へ実施例
関〜59 攪拌器を具備する容積5eのオートクレーブを減圧下で
加熱して乾燥、脱気し、ついで水素を室圧となるまで充
填し、サイホン現象を利用して無水ノルマルーヘプタン
1600m1を充填した。
温度を;90℃に上げ、その後TiCl3−AlPIA
−,A]Et3をTiCl35ミリモルおよび(A1・
PIA+A1●AlEt3)15ミリモル(ただしAl
Al5t3=Al,,Aの比を各種の値に変える)の量
で添加したノルマルーヘプタン300m1を充填した。
触媒の添加が完了したのち、Sゲージ圧が1.5k9′
dとなるまで水素を充填し、ついで総圧力が2.5k9
′dとなるまでエチレンを充填し、エチレン流の量を恒
圧スタットにより調整してこの圧力に維持した。エチレ
ンの吸収量を流量計で常時測定した。重合反応2時間後
、オートクレーブを冷却し、ガスを排出するとともに懸
濁液を取出し、遠心分離し、得られた重合体を炉中、減
圧下、6C)Cで乾燥し、最後に秤量した。得られた結
果を第2表に示した。第2表から、A]Et,を含まな
いものおよび反応式2および3に従つて得られた(HA
lN−イソプロピル)6と単純なアラン誘導体との錯体
から得られたもの(実施例28〜43)に関連してA]
Et36ないし8モル%を含有するものが改善された活
性を有していることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は各種触媒における比A]/Tiに
対する重合体の収率の変化を示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 モノオレフィンおよびジオレフィン化合物を、(a
    )一般式AlR_3_−_xH_x(式中Rは炭化水素
    基であり、、xは0ないし3である)を有するアルキル
    アルミニウムまたはアルミニウムヒドリツド誘導体、(
    b)遷移金属化合物および(c)ポリイミノアランでな
    る触媒組成物の存在下で重合させることを特徴とするモ
    ノオレフィンおよびジオレフィン化合物の重合法。 2 反応を−50℃ないし+250℃で実施する特許請
    求の範囲第1項記載の重合法。 3 反応を好ましくはジオレフィンについては10℃な
    いし50℃で実施し、モノオレフィンについては50℃
    ないし150℃で実施する特許請求の範囲第2項記載の
    重合法。 4 反応を単量体の蒸気圧ないし100気圧の圧力下で
    実施する特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか
    1項に記載の重合法。 5 反応を好ましくは1ないし50気圧で実施する特許
    請求の範囲第4項記載の重合法。 6 反応を脂肪族、芳香族および脂環式炭化水素の中か
    ら選ばれを溶媒中で実施する特許請求の範囲第1項ない
    し第5項のいずれか1項に記載の重合法。
JP52139027A 1976-11-22 1977-11-21 モノオレフインおよびジオレフイン化合物の重合法 Expired JPS6055526B2 (ja)

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DE (1) DE2751919C2 (ja)
DK (1) DK149127C (ja)
FR (1) FR2371464A1 (ja)
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LU (1) LU78555A1 (ja)
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DK149127B (da) 1986-02-03
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