JPS647604B2 - - Google Patents

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JPS647604B2
JPS647604B2 JP58174031A JP17403183A JPS647604B2 JP S647604 B2 JPS647604 B2 JP S647604B2 JP 58174031 A JP58174031 A JP 58174031A JP 17403183 A JP17403183 A JP 17403183A JP S647604 B2 JPS647604 B2 JP S647604B2
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JP
Japan
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carbonylated
polybutadiene
polymer
aqueous dispersion
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JP58174031A
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JPS5978217A (ja
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Raru Jojingaa
Chaachi Surotsukumooton Moofuoodo
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Goodyear Tire and Rubber Co
Original Assignee
Goodyear Tire and Rubber Co
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Publication date
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Publication of JPS647604B2 publication Critical patent/JPS647604B2/ja
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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
    • 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
    • C08F36/06Butadiene
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S526/00Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S526/903Monomer polymerized in presence of transition metal containing catalyst and hydrocarbon additive affecting polymer properties of catalyst activity

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  • 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)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
合成重合物の圢成には、各皮重合方法が䜿甚さ
れおいる。䟋えば、塊状重合、懞濁重合、乳化重
合又は溶液重合により単量䜓の重合を行なうこず
ができる。これらの系には倫々長短がある。 塊状重合は反応系内で液状単量䜓を盎接転化す
る重合方法であり、重合物は自身の単量䜓䞭に溶
解しお滞圚する。斯かる塊状重合は、䞀般に、
皮以䞊の単量䜓を含有する単玔な均䞀系に開始剀
を添加するこずにより行なわれる。スチレン単量
䜓に遊離基開始剀を添加しおなるポリスチレンの
合成は、非垞にありふれた塊状重合の奜䟋であ
る。塊状重合法の䞻たる利点は、実質的に溶剀及
び䞍玔物を含有せぬため、埗られる生成物を盎接
䜿甚できるこずである。塊状重合反応の䞀短所
は、重合䞭の反応枩床制埡が困難なこずである。 懞濁重合では開始剀を単量䜓に溶解し、単量䜓
を氎に分散し、分散剀を添入しお生成懞濁物を安
定化させる、懞濁重合法では党お、重合物の凝集
及び塊状化を回避するため、単量䜓粒を反応混合
物で分散状態に維持すべくある皮の界面掻性剀及
び又は分散剀を䜿甚する。懞濁安定剀は粒埄及
び圢状に圱響を及がすだけでなく、生成重合物の
枅柄性、透明性及びフむルム圢成胜にも圱響を䞎
える。重合すべき単量䜓に応じお、氎溶性、埮粒
の無機及び有機物質を含む各皮分散剀が䜿甚され
おきた。䟋えば、タルク、炭酞バリりム、炭酞カ
ルシりム及び炭酞マグネシりム、ケむ酞塩、リン
酞塩及び硫酞塩、䞊びにポリビニルアルコヌ
ルトラガカントゎム、スチレン−無氎マレむン
酞共重合物の塩、酢酞ビニル−無氎マレむン酞共
重合物及びその塩、デンプン、れラチン、ペクチ
ン、アルギン酞塩、メチルセルロヌス、カルボキ
シメチルセルロヌス、ベントナむト、石灰石及び
アルミナが、懞濁剀ずしお䜿甚されおきた。懞濁
重合の倧きな利点は、重合生成物が容易に過、
掗浄䞊びに也燥可胜な小ビヌズの圢態で埗られる
こずである。費甚䞊びに非反応性の理由で、氎は
倧䜎の有機溶剀よりもはるかに望たしい皀釈媒䜓
兌䌝熱媒䜓である。 しかしながら、ある皮の重合法䟋えばニツケル
化合物ベヌスの觊媒系を甚いる非垞に高シスの
−ポリブタゞ゚ンの調補では、湿分の存圚
は非垞に望たしくない。埓぀お氎媒䜓懞濁重合
は、ニツケル觊媒系を甚いる非垞に高シスの
−ポリブタゞ゚ンの合成には効果的なプロセス
ではない。乳化重合法は、単量䜓の倧滎、溶存開
始剀を含有する氎盞及び単量䜓により膚最した重
合物コロむド粒子からなる䞉盞反応系ず考えられ
る。乳化重合法はコマルゞペンベヌスずしお氎を
䜿甚する経枈的有利性を有するが、党おの重合プ
ロセスが氎の存圚に耐え埗るわけではない。 斯かる事情は、ニツケル觊媒系を甚いおブタゞ
゚ンを非垞に高シスの−ポリブタゞ゚ンに
重合する堎合にある。 溶液重合では単量䜓、重合物及び極めお頻繁
に、重合觊媒すなわち開始剀を溶解し埗る有機溶
剀が䜿甚される。重合物が䜿甚溶剀に可溶な限
り、重合物分子量の増倧に぀れお溶液粘床は䞊昇
する傟向がある。この傟向が䞀定時間継続するな
らば、溶液は過床に粘調ずなり、固圢分含量を䞀
定の䜎氎準に制限しない限り、通垞の重合反応系
では取扱いが困難ずなる。商業的重合プロセスで
は、高濃床の固䜓重合物を有し䞔぀同時に取扱い
が容易で、反応噚壁䞊に凝集せぬような重合玠材
ずするこずが望たれおいる。 ブタゞ゚ン単量䜓を非垞に高シスの−ポ
リブタゞ゚ンに重合する非氎分散重合法が、非垞
に望たれる所以である。斯かる非氎分散重合法
は、䞀般にその他の可胜な重合技術ず范べお幟぀
かの際だ぀た利点、䟋えば熱䌝導性が改善される
こず、反応媒䜓䞭の重合物濃床を高くできるこ
ず、生産胜力を増倧できるこず及び゚ネルギヌを
節玄できるこず等の利点を提䟛するものである。 ブロツク共重合物分散安定剀を甚い、液状非氎
分散媒䜓、䟋えば−ブタン又は−ペンタン䞭
でチヌグラヌ−ナツタ觊媒によりブタゞ゚ン単量
䜓を非氎分散重合する方法は、リチダヌド・゚
ヌ・マヌクルRichard −Markle及びリチ
ダヌド・ゞヌ・シンクレアヌRichard ・
Sinclairの米囜特蚱第4098980号ザ グツド
むダヌ タむダ アンド ラバヌ カンパニヌ
Tha Goodye−ar TireRubber Company
に譲枡に蚘茉されおおり、本特蚱の党䜓を匕甚
する。米囜特蚱第4098980号で䜿甚されたブロツ
ク共重合物散安定剀は、化孊結合した少くずも
個の重合物ブロツクを含有し、少くずも個のブ
ロツクブロツクが液状有機分散媒䜓に可溶
であり、䞔぀少くずも別皮のブロツクブロツ
クが分散媒䜓に䞍溶であり、該安定剀はその存
圚䞋に生成するポリブタゞ゚ンを分散させるよう
に䜜甚する。 本発明に䟝り、分散安定剀分散剀ずしお単
独重合物を甚いる液状非氎分散媒䜓䞭でのブタゞ
゚ン単量䜓の非氎分散重合方法が提䟛される。本
発明に分散剀ずしお䜿甚される重合物は、カルボ
ニル化重合物である。本発明での䜿甚に奜適なカ
ルボニル化重合物は、カルボニル化EPDMであ
る。 ブタゞ゚ン単量䜓は、非垞に高シスの−
ポリブタゞ゚ンを実質的に溶解せぬ非氎分散媒䜓
䞭、分散剀のカルボニル化重合物の存圚䞋に高分
子量の非垞に高シスの−ポリブタゞ゚ン
シス−−含量95以䞊に重合される。
これらの分散物を調補する液状非氎分散媒䜓は、
その䞭に分散される高分子量の高シス−−
ポリブタゞ゚ンの溶解床が非垞に䜎い貧溶媒でな
ければならない。 本媒䜓の遞択可胜な代衚䟋には、−ブタン、
む゜ブタン、−ペンタン、む゜ペンタン、ネオ
ペンタン、及びむ゜ブチレン、䞊びにこれらの炭
化氎玠のいずれか又は党おを組合せた混合物が包
含される。非垞に高シスの−ポリブタゞ゚
ンを合成するための暙準的ニツケル觊媒系は、本
重合技術に䜿甚可胜である。 本発明は、液状非氎分散媒䜓を含有する反応混
合物䞭で、ブタゞ゚ン単量䜓を非氎分散重合する
方法を開瀺するものであり、改善点は少くずも
皮のカルボニル化重合物の存圚䞋にブタゞ゚ン単
量䜓の重合を行なうこずからなる。このブタゞ゚
ン重合方法は、熱䌝導の改善䞊びに総合゚ネルギ
ヌ芁求の䜎䞋をもたらすものである。 ブタゞ゚ンは、少くずも皮のカルボニル化重
合物を含有する非氎液状分散媒䜓䞭で、高分子量
の非垞に高シスの95以䞊ポリブタ
ゞ゚ンに重合可胜である。重合媒䜓の非氎媒䜓
は、非垞に高シスの−ポリブタゞ゚ンに察
しお溶解床が非垞に䜎い貧溶媒でなければならな
い。非垞に高シスの−ポリブタゞ゚ンが実
質的に䞍溶である䜿甚可胜な非氎媒䜓の代衚䟋に
は、−ブタン、む゜ブタン、−ペンタン、む
゜ペンタン、ネオペンタン、−メチルペンタ
ン、−ゞメチルブタン、−ゞメチル
ペンタン、−ゞメチルペンタン、
−トリメチルペンタン、−トリメチ
ルブタン、む゜ブチレン、−ブテン、−メチ
ル−−ブテン、トランス−−ブテン及びこれ
ら非氎媒䜓のいずれか又は党郚の混合物が包含さ
れる。自身非垞に高シスの−ポリブタゞ゚
ンの溶剀であるその他の炭化氎玠も、少量ならば
斯かる非氎分散媒䜓䞭に存圚しおもよいが、溶剀
が倚量に存圚するずシス−−ポリブタゞ゚
ンを膚最し、粘床を増倧させるので有害である。
シス−−ポリブタゞ゚ンの溶剀が倚量存圚
するず、セメント様の組成物を圢成するようにな
るだろう。これら非氎分散物の粘床は、非垞に䜎
いこずが望たれるので、非氎媒䜓䞭のシス−
−ポリブタゞ゚ン溶剀の量を最小にするこずが
有利である。 液状非氎分散媒䜓は、ベンれン、トル゚ン、゚
チルベンれン、シクロヘキサン、メチルシクロヘ
キサン及び類䌌物のような芳銙族及び脂環族炭化
氎玠シス−−ポリブタゞ゚ンの良溶剀で
あるを玄以䞊含有しおはならない。高シス
−−ポリブタゞ゚ン重合の非氎媒䜓ずしお
有効であるためには、非氎媒䜓は高シス−
−ポリブタゞ゚ンのたあたあの溶剀である脂肪族
炭化氎玠を玄20以䞊含有しおはならない。斯か
る脂肪族炭化氎玠の代衚䟋には、ヘキサン、−
メチルペンタン、−ゞメチルブタン、ヘプ
タン、オクタン、−ゞメチルペンタン、及
び−トリメチルペンタンが包含され
る。 倧郚分のオレフむンは、本重合に䜿甚可胜なア
ルキルアルミニりム觊媒ず非垞に急速に反応し、
及び又は非垞に高シス−−ポリブタゞ゚
ンの良溶剀でもあるので、非氎分散媒䜓ずしお有
甚ではない。この䞀般則の䟋倖ずなるオレフむン
には、トランス−−ブテン、む゜ブチレン、
−ブテン及び−メチル−−ブテンが包含さ
れ、これらは非氎分散媒䜓ずしお良奜に䜿甚可胜
である。フツ玠化炭化氎玠も、非垞に高シスの
−ポリブタゞ゚ン合成甚の非氎分散媒䜓ず
しお非垞に良奜である。非氎分散媒䜓ずしお䜿甚
可胜なフツ玠化炭化氎玠の代衚䟋には、
−ペンタフルオルプロパン、デカフル
オルブタン、オクタフルオルブタン及び類䌌物が
包含される。 非垞に高シスの−ポリブタゞ゚ンの非氎
分散重合甚奜適媒䜓の遞択に際し、重芁な因子が
幟぀かある。媒䜓が非垞に䜎沞点である堎合、系
を比范的高圧及び又は䜎枩で操䜜する必芁があ
る。媒䜓が比范的高沞点である堎合、媒䜓を回収
し及び又は重合物から埮量の媒䜓を陀去するた
めに䞀局の゚ネルギヌが必芁である。その他の条
件が同じならば、分散粒子は、比范的䜎密床の媒
䜓よりも比范的高密床の媒䜓䞭で分散或いは若干
懞濁した状態を良奜に保぀であろう。奜適な非氎
媒䜓の遞択に際しお最も重芁な因子の䞀぀は、非
垞に高シスの−ポリブタゞ゚ン甚媒䜓ず分
散剀の盞察的溶解力selative solvencyであ
る。 盞察溶解力因子は、凝集゚ネルギヌ密床の平方
根である溶解パラメヌタヌに関係する。 䞊匏䞭、は内郚゚ネルギヌであり、は分子
容である。ブタゞ゚ンを非垞に高シスの−
ポリブタゞ゚ンに重合させるための良媒䜓は、溶
解パラメヌタヌが玄乃至玄calc.c.1/2で
なければならない。溶解パラメヌタヌ倀はケネ
ス゚ルホむKenneth L.Hoyの論文「蒞
気圧デヌタからの溶解パラメヌタヌの新しい倀」、
Journal of Paint Technology第42巻第541号第
76−118頁1970幎に報告されおおり、該論文
の党䜓を匕甚する。 奜適媒䜓は−ブタン、−ペンタン、む゜ペ
ンタン、−メチルペンタン、−ゞメチル
ペンタン、−トリメチルペンタン、及
びこれら媒䜓の以䞊の混合物である。 ブタゞ゚ンを非垞に高シス−−ポリブタ
ゞ゚ンにする本非氎重合では、分散剀ずしお少く
ずも皮のカルボニル化重合物を䜿甚するこずが
必須である。本非氎重合の分散剀ずしお有甚なカ
ルボニル化重合物には、アルフア−オレフむンず
共圹ゞオレフむン及び又は非共圹ゞオレフむン
ずの共重合物及び䞉元共重合物䞊びに共圹ゞオ
レフむン及び又は非共圹ゞオレフむンの単独重
合物、共重合物及び䞉元共重合物が包含される。
非氎重合分散剀ずしお䜿甚可胜なカルボニル化重
合物の代衚䟋には、カルボニル化−ブテン
−ヘキセン−ヘキサゞ゚ン䞉元共重合
物、カルボニル化プロピレン−ヘキセンゞ
シクロペンタゞ゚ン䞉元共重合物、カルボニル化
−ブテン−オクテン−ヘキサゞ゚
ン䞉元共重合物、カルボニル化−ヘキセン
−メチル−−ヘキサゞ゚ン共重合物、カル
ボニル化−ヘキセントランス−−ヘキ
サゞ゚ン共重合物、カルボニル化ポリブタゞ゚
ン、カルボニル化ポリむ゜プレン、カルボニル化
ポリピペリレン、カルボニル化ブタゞ゚ンむ゜
プレン共重合物、カルボニル化ブタゞ゚ンピペ
リレン共重合物、カルボニル化ポリ−メチル
−−ヘキサゞ゚ン及び類䌌物が包含され
る。これらのカルボニル化重合物は重合物䞭の
乃至100炭玠原子ごずに玄個のカルボニル基を
含有しなければならない。 カルボニル化EPDMは、本発明の分散剀ずし
おの䜿甚に奜適なカルボニル化重合物である。こ
れらのカルボニル化EPDMは、゚チレン、プロ
ピレン及び吊䞋り偎鎖䞭にゞ゚ンの䞍飜和残郚を
有する非共圹ゞ゚ンの高分子量非晶質䞉元共重合
物を酞化したものである。カルボニル化EPDM
の数平均分子量は、少くずも玄5000でなければな
らない。数平均分子量玄10000乃至200000のカル
ボニル化EPDMが、重合物分散剀ずしお奜適で
ある。 カルボニル化EPDM䞭のカルボニル基の数は、
重合物鎖の骚栌䞭で炭玠毎に玄個乃至重合物
鎖の骚栌䞭で80炭玠原子毎に玄個の範囲でなけ
ればならない。カルボニル化EPDM重合物は、
゚チレン玄30乃至玄75重量パヌセント、プロピレ
ン玄25乃至玄60重量及び䞍飜和残郚を付䞎する
非共圹ゞ゚ン第䞉単量䜓玄乃至玄25重量パヌセ
ントを含有するのが奜たしく、゚チレン玄45及至
65重量パヌセント、プロピレン玄35乃至玄50重量
パヌセント及び非共圹ゞ゚ン第䞉単量䜓玄乃至
箄12重量パヌセントの含有が曎に奜たしい。この
様な成分割合であるず、䜿甚する非共圹ゞ゚ン第
䞉単量䜓の量及び型に応じお、通垞、重合物䞭炭
玠原子30乃至300個毎に玄個の二重合結合がも
たらされるであろう。最も広範に䜿甚されか぀満
足できる非共圹ゞ゚ン第䞉単量䜓の䟋には、
−ヘキサゞ゚ン、ゞシクロペンタゞ゚ン、メチ
レンノルボルネン及び゚チリデンノルボルネンが
ある。 本発明の分散剀ずしお有甚なカルボニル化
EPDMは、商業入手できるEPDMの調節された
酞化により調敎可胜である。このカルボニル化法
は圓業者には既知であり、米囜特蚱第3864268号
及び同第4011380号に芁玄されおいる。前蚘䞡特
蚱の党䜓を匕甚する。 ブタゞ゚ンを非氎分散重合しお非垞に高シスの
−ポリブタゞ゚ンを補造する際に甚いる反
応混合物は、液状非氎分散媒䜓、少くずも皮の
カルボニル化重合物、ブタゞ゚ン単量䜓及び觊媒
系から構成される。斯かる重合は℃から100℃
たでの枩床範囲で遂行可胜であり、極く䞀般に
は、35乃至70℃の反応枩床が奜たしい。斯かる重
合に芁する反応時間は、䜿甚反応枩床、觊媒系及
び觊媒氎準によ぀お倉化するであろう。䞀般的に
この反応時間は、玄20分から玄30時間たで倉化す
る。通䟋は、玄乃至玄時間の反応時間を甚い
るのが奜適であろう。 斯かる非氎分散重合の反応混合物に䜿甚可胜な
ブタゞ゚ン単量䜓の量は、党反応混合物基準で玄
重量パヌセントから玄30重量パヌセントたで倉
曎可胜である。ブタゞ゚ン単量䜓の濃床は、党反
応混合物基準で10乃至25重量パヌセントの範囲が
奜たしい。本非氎重合の分散剀ずしお必芁なカル
ボニル化重合物の量は、玄0.2乃至玄2.0phmブ
タゞ゚ン単量䜓100郚圓りの郚数の範囲で倉曎
可胜である。玄0.3乃至玄1.0phmのカルボニル化
重合物の䜿甚が奜適である。 この重合は酞玠及び湿分を含たぬ環境で行なう
こずが望たしく、䟋えば、反応混合物に也燥窒玠
を散垃し、也燥窒玠雰囲気䞋で重合するこずが望
たしい。重合時の反応系の圧力は、䞀般に、重合
枩床、ブタゞ゚ン単量䜓濃床及び非氎分散媒䜓の
沞点の関数であろう。この重合圧力は通垞
100000paパスカル乃至500000paの範囲内であ
る。 非垞に高シスの−ポリブタゞ゚ンを調補
するため本非氎分散重合で䜿甚する觊媒系は、有
機アルミニりム化合物、可溶性のニツケル含有化
合物及びフツ玠含有化合物からなる䞉元系であ
る。有機アルミニりム化合物は、通垞、トリアル
キルアルミニりム、氎玠化ゞアルキルアルミニり
ム又はフツ化ゞアルキルアルミニりムが䜿甚され
る。奜適な有機アルミニりム化合物には、トリ゚
チルアルミニりムTEAL、トリ−−プロピ
ルアルミニりム、トリむ゜ブチルアルミニりム
TIBAL、トリヘキシルアルミニりム、氎玠化
ゞむ゜プチルアルミニりムDIBA−及びフ
ツ化ゞ゚チルアルミニりムが包含される。䜿甚可
胜な有機ニツケル化合物の代衚䟋には安息銙酞ニ
ツケル、ナフテン酞ニツケル、−゚チルヘキサ
ン酞ニツケル通垞オクタン酞ニツケル、ニツケ
ルオクタノ゚ヌト、ニツケルオクト゚ヌト
NiOctず称される、ネオ−デカン酞ニツケ
ル、アセチルアセトン酞ニツケル及びニツケルサ
リチルアルデヒドが包含される。䜿甚可胜なフツ
玠含有化合物の代衚䟋には䞉フツ化ホり玠
BF3、フツ化氎玠、䞉フツ化ホり玠ゞ゚チル゚
ヌテレヌト錯䜓、䞉フツ化ホり玠ゞ−−ブチル
゚ヌテレヌト錯䜓、䞉フツ化ホり玠プノレヌト
錯䜓、䞉フツ化ホり玠ベンズアルデヒド錯䜓、䞉
フツ化ホり玠安息銙酞゚チル錯䜓、フツ化氎玠ゞ
゚チル゚ヌテル錯䜓及びフツ化氎玠ゞ−−ブチ
ル゚ヌテル錯䜓が包含される。 ニツケル觊媒系を䜿甚する非垞に高シスの
−ポリブタゞ゚ン調補のための觊媒及び方法
は、米囜特蚱第3170907号、同第3483177号、同第
3856764号に蚘茉されおおり、これら党件の党
䜓を匕甚する。觊媒成分は、「珟所にお」in
situ、又は単量䜓の非存圚䞋に予備混合しお、
又は少量のブタゞ゚ン単量䜓の存圚䞋での予備混
合により「予備圢成」しお、或いはポリブタゞ゚
ン等の重合物の存圚䞋に予備混合しお添加され
る。 この非氎分散重合は、ブタゞ゚ン単量䜓ずカル
ボニル化重合物を含有しお反応混合物を圢成する
非氎分散媒䜓に、觊媒成分を単に添加するこずに
より実斜可胜である。重合過皋䞭は䞀般に撹拌、
振ずう又は混転等䜕らかの圢態で、反応混合物を
撹拌するこずが望たしいであろう。所望の重合時
間埌、又は単量䜓の重合率が所望の倀に達した時
点で重合を停止させるために、停止剀を䜿甚しお
もよい。非垞に高シスの−ポリブタゞ゚ン
のこれら非氎分散物に、酞化防止剀を添加するこ
ずもできる。 本重合法で圢成される非氎分散物は、䞀般に玄
14乃至20重量パヌセント濃床の非垞に高シスの
−ポリブタゞ゚ンを有し、党く流動的であ
り、䞔぀溶液重合法を甚いた際に補造される同様
濃床の非垞に粘性䞔぀高床に膚最したポリブタゞ
゚ンセメントに比范しお、熱䌝導が倧幅に改善さ
れる。 これらの非氎分散物は比范的流動性なので、媒
䜓に分散された非垞に高シスの−ポリブタ
ゞ゚ンの濃床は、溶液重合法で蚱容される最倧濃
床を越えお25乃至60たで増倧可胜である。 これは、適床の流動性及び熱䌝導性を維持しな
がら達成されるのである。埓぀お、所䞎重合反応
噚の生産胜力は倧幅に増倧する。非氎分散物の粘
床は、分散物䞭の非垞に高シスの−ポリブ
タゞ゚ンの濃床増倧に぀れお鋭く増倧するであろ
う。 本非氎分散重合法を甚いる曎なる利点は、分散
粒子が遠心分離、沈降又は過により陀去可胜な
ので、重合媒䜓を回収し、通垞行なわれる氎蒞気
ストリツピング、蒞留及び也燥を斜すこずなく次
の重合甚に盎接䜿甚できるこずである。 䟋えば、非氎分散物を玄1phrのゞ−玚−ブ
チル−−クレゟヌル及び埮量のメタノヌヌル
0.1乃至0.5量ず混合しおロヌタリヌドラム
真空フむルタヌに装填し、そこで液状非氎分散媒
䜓の倧郚分を陀去し、それを予備混合補絊タンク
にポンプ茞送し、そこで新ブタゞ゚ンを添加しお
曎なる重合に䟛すこずができる。次に非垞に高シ
スの−ポリブタゞ゚ンのフむルタヌケヌク
を、機械的に及び又は重合物の垃からの取出
しを補助するため、逆流の䞍掻性ガス又は窒玠を
甚いお陀去するこずができる。フむルタヌケヌク
の也燥は、それをトンネル也燥噚又は氎远い出し
機expeller及び抌出し也燥機に通すこずによ
り完党に行なうこずができる。 非氎分散媒䜓からの固䜓の高シス−−ポ
リブタゞ゚ンを回収する別法は、遠心分離法であ
る。䟋えば、自動回分遠心分離法が䜿甚可胜であ
る。䞊柄液を陀去ポンプ抜取したあず、沈降
により分離する方法も䜿甚できる。しかしなが
ら、本法は䞀般に速床が非垞に遅く、あたり有効
な方法ではない。 過、遠心分離又は沈降操䜜のいずれかにお分
離された液状非氎分離媒の䞀郚は、曎なる重合に
䜿甚するため予備混合補絊タンクに戻す前に、䞀
般に分留塔で蒞留せねばならない。これは、再埪
環分散媒䜓に䞍玔物が過床に蓄積されるのを防止
するためである。再埪環媒䜓のうちどの皋床の量
を蒞留すべきかは操䜜条件に䟝存するが、普通15
乃至25重量で十分であろう。 斯かる非氎分散物は、溶液重合法で通垞䜿甚さ
れる方法ず類䌌の方法で凊理するこずも可胜であ
る。すなわち、「セメント」を氎ず氎蒞気に混合
し、これらが重合物を凝固させ、溶剀ず未反応単
量䜓を蒞発させる。この方法は、脱氎タンク及び
トラフ、氎远出し機䞊びに抌出し也燥機にお「ク
ラム」ゎムから氎を陀去するので、非垞に゚ネル
ギヌ倚消費の方法である。遠心分離、過及び沈
降操䜜に斌けるその他の幟぀かの倉圢方法は、ダ
ブリナヌ、゚ル、マツケヌブW.L.McCabe及
びゞ゚ヌシヌスミスJ.C.SmithのUnit
Operation of Chemical Engineering化孊工孊
の単䜍操䜜、第版、マツクグロヌ・ヒルのケ
ミカル゚ンゞニアリングシリヌズ、第30章、第
922−972頁1976幎に蚘茉されおおり、該論文
の党䜓を匕甚する。 本発明を以䞋の実斜䟋により説明するが、これ
らの実斜䟋は単に説明のために提䟛されるもので
あ぀お、本発明の範囲又は実斜方法を制限するも
のず解されおはならない。特蚘なき限り、郚及び
癟分率は重量基準である。固有粘床は皀薄溶液粘
床ずも称されるが、0.5重量パヌセントのシス−
−ポリブタゞ゚ントル゚ンの30℃での枬
定倀である。固有粘床は盞察粘床の自然察数を重
合物のトル゚ン溶液䞭濃床で陀したものずしお定
矩され、デシリツトルグラムdlで衚わ
される。 分散物のブルツクフむヌルド粘床は、ブルツク
フむヌルドラボラトリヌズ瀟Brookfield
Laboratories Inc.補ブルツクフむヌルド粘床
蚈モデルLVFを甚いお25℃で枬定した。非垞に
高シスの−ポリブタゞ゚ン詊料は、也燥ト
レヌ䞊での空気也燥䞊びに匕続き䞀定量になるた
で真空也燥するこずにより非氎媒䜓から分離し
た。 実斜䟋乃至 ブタゞ゚ンの−ペンタン溶液をシリカゲル塔
に流䞋し、䞀連の118mlオンスびんに定量
しお添加し、続いお該溶液に也燥窒玠を通した。 各びんに本溶液を80乃至100ml添加した。この
予備混合物は100ml圓りグラムのブタゞ
゚ン単量䜓を含有した。溶剀抜出SAE5W鉱油に
カルボニル化EPDM゚チレン−プロピレン−ゞ
゚ン䞉元共重合物を溶解した重量パヌセント
溶液の䞀郚を、個を陀くすべおのびんに分散剀
DAずしお添加した。カルボニル化EPDMは、
スタンダヌドオむルカンパニヌオブむンデむアナ
The Standard Oil Company of Indiana瀟
のアモコケミカルデむビゞペンThe Amoco
Chemical、Divisionより提䟛されたものであ
぀た。觊媒成分は以䞋の順序で「珟所」“in
situ”添加によりビンに充填した。すなわち(1)
トリ゚チルアルミニりムTEAL、(2)オクタン
酞ニツケルNiOct及び(3)䞉フツ化ホり玠−ゞ
ブチル゚ヌテレヌト錯䜓BF3の順である。び
んをキダツプで閉じ、50℃の定枩济に配眮し、転
倒させお混転した。びんに添加した各觊媒成分の
量ミリモルブタゞ゚ン100mhm、分散
剀DA添加量、重合時間、重合物収率、生成
重合物の皀薄溶液濃床DSV及び圢成された
非氎分散物NADの倖芳を第衚に瀺す。
【衚】 ポリブタゞ゚ンはペンタンに実質的に䞍溶であ
぀た。実斜䟋ではポリブタゞ゚ンは凝集しお球
ずなり、䞀郚はびん壁を被芆した。ブタゞ゚ン
100圓り0.25郚のDAが存圚した堎合、倧郚分の
重合物はびんの内郚を被芆した。0.37phm及び
0.50phmのDAでは、重合物粒子はペンタン䞭に
分散した。攟眮䞭に䞀郚の粒子が沈降したが、び
んを振るず再分散した。ペンタン䞭分散物のブル
ツクフむヌルド粘床は僅か玄センチポむズであ
぀た。ブルツクフむヌルド粘床は、No.スピンド
ルを甚いお60phmで枬定した。実斜䟋の分散物
の䞀郚をガラススラむドの間に眮き、光孊顕埮鏡
䞋で怜査した。分散粒子は平均粒埄玄2.5ミクロ
ンの球であ぀た。 実斜䟋で調補した重合物を、シラス、゚むツ
及び゜ヌントンの䞀般法Silas、Yates and
ThorntonAnalytical Chemistry、第31巻第
529頁、1959幎を甚いお赀倖スペクトル法にお
分析した。䜆し該䞀般法は赀倖分析マトリツクス
を補正するため13C栞磁気共鳎NMR分析を
甚いお修正したものである。重合物分析の結果は
シス−−95正芏化するず97、トラン
ス−−及び−ポリブタゞ゚ン
であ぀た。 実斜䟋乃至10 溶液リツトル圓り90のブタゞ゚ン単量䜓
BDを含有する粟補したブタゞ゚ン−ペ
ンタン予備混合物を、䞀連の118mlオンス
びんに充填した。別のびんから二方コツクず泚射
針を甚いお液状BDを個のびんに次第に量を増
加させながら远加した。添加BD量は重量増によ
り枬定した。カルボニル化EPDMDAず觊媒
成分を、びんのキダツプラむナヌを通しお「珟所
的に」泚入した。実斜䟋は察照実斜䟋であり、
分散剀DAは添加しなか぀た。その他の各び
んにはDA0.37phm及びTEAL、NiOct及びBF3−
Bu2Oを倫々単量䜓100グラム圓り、0.06及
び1.9ミリモルmhm添加した。重合時間は50
℃にお時間であ぀た。䜆し実斜䟋では時間
重合した。添加ブタゞ゚ンの党量を第衚第欄
に衚蚘し、重合終期に斌ける分散物䞭のブタゞ゚
ン近䌌重量パヌセントを第欄に衚蚘する。分散
物のブルツクフむヌルド粘床䞊びに倖芳を第及
び欄に蚘す。実斜䟋乃至のびん添加カルボ
ニル化EPDMの量は0.37であり、実斜䟋10でのそ
れは0.5phmであ぀た。ブルツクフむヌルド粘床
は、実斜䟋、及びでは倫々No.、及び
のスピンドルを甚いお30rpmで枬定した。実斜䟋
及び10ではブルツクフむヌルド粘床の枬定は行
なわなか぀た。
【衚】 分散物のブルツクフむヌルド粘床は重合物濃床
の増加に぀れお増倧したが、25重量パヌセント濃
床にな぀おもただ盞察的に䜎か぀た。1000cps未
満 実斜䟋11及び12 液状分散媒䜓ずしお−ペンタンの代りにヘキ
サンを䜿甚した以倖は、実斜䟋及び10で甚いた
ものず同じ方法を甚いた。これらの実隓の結果を
第衚に芁玄する。
【衚】
メント
第衚から決定できるように、ポリブタゞ゚ン
が可溶な溶媒䟋えばヘキサン䞭でそれを調補する
ず、ブルツクフむヌルド粘床数千センチポむズの
非垞に粘皠なセメントを圢成する。 実斜䟋13乃至15 リツトル圓り90グラムのブタゞ゚ンを含有する
粟補ブタゞ゚ン−ペンタン溶液を䞀連個の
118mlオンスびんに充填した。実斜䟋乃
至に蚘茉したようなカルボニル化EPDMDA
の溶液の䞀郚を個のびんに添加した。也燥した
窒玠フラツシナびんに以䞋の諞成分を泚入するこ
ずにより、「予備圢成」觊媒を調補した。
【衚】 次に1.5mlの予備圢成觊媒をBDペンタン予備
混合物を含む各々のびんに泚入し、びんを50℃調
節された重合济に時間配眮した。これは予備混
合物䞭のBD100圓りBDTEALNiOct
BF3・Bu2O5.51.10.0832.0ミリモルの觊
媒添加に盞圓した。結果を第衚に芁玄する。
【衚】 実斜䟋16乃至21 実斜䟋乃至に蚘茉のように、粟補したブタ
ゞ゚ン−ペンタン予備混合物を調補しお䞀連
の118mlオンスびんに充填した。非氎媒䜓
䞭に高シス−−ポリブタゞ゚ン甚良分散剀
DAずしおのカルボニル化EPDMの盞察的特
異性を瀺すため、゚チレン−プロピレン共重合物
EPMずカルボニル化EPMのSAE5W鉱油溶液
を分散剀ずしお評䟡した。10phmのナフテン油も
詊甚した。 觊媒成分TEALNiOctBF3−Bu2O
1.00.052.0ミリモル100BDを、提案分
散剀の添加埌に「珟所的に」添加した。びんを50
℃の氎济に時間配眮した。結果を第衚に芁玄
する。
【衚】 実斜䟋16のDSVの枬定結果は3.3dlであり、
実斜䟋21のそれは3.0dlであ぀た。 実斜䟋 22 粟補したブタゞ゚ン18.4重量パヌセントの−
ペンタン溶液を、撹拌機及び冷华ゞダケツトを備
えた94.625ガロン反応噚に充填した。分散
剀ずしおSAE5Wæ²¹7.6phm䞭のカルボニル化
EPDM0.4phmを添加し、続いお觊媒成分を「珟
所的に」添加した。添加したTEALNiOct
BF3・Bu2Oの重量比は6.611.06.7であ぀た。
添加觊媒の党量は0.022phmであ぀た。重合枩床
は51℃であり、重合時間は時間であ぀た。良奜
な分散物が圢成された。也燥埌の重合物のムヌニ
ヌ粘床ML−、100℃は54であり、DSVは
3.3dlであ぀た。ポリブタゞ゚ンの収率は78
重量パヌセントであ぀た。 実斜䟋23乃至27 実斜䟋乃至に蚘茉のように粟補したブタゞ
゚ン−ペンタン予備混合物を調補し、䞀連の
118mlオンスびんに充填した。二方ストツ
プコツクず泚射針を介しお最埌のびんにブタゞ゚
ンを远加した。分散剀DAずしおカルボニル
化EPDMを第のびん実斜䟋23を陀く党お
のびんに添加し、觊媒成分を「珟所」法にお添加
した。これらの実斜䟋ではBF3・Bu2Oの代りに
フツ化氎玠・ゞブチル゚ヌテル錯䜓HFを添
加した。党おのびんの内容物を氎济䞭50℃にお19
時間重合させた。その他の重合条件及び結果を第
衚に芁玄する。カルボニル化EPDMを含有す
る党おのびんは非垞に流動性の分散物ずしお出発
した。しかしながら、実斜䟋24及び26で埗られた
重合物の玄半分は、数時間埌に懞濁物から沈降し
た。党重合物は也燥埌に固䜓の゚ラストマヌずな
぀た。
【衚】 実斜䟋23のDSVの枬定結果は5.4dlであり、
実斜䟋24のそれは5.3dlであ぀た。 本発明を説明する目的で、ある皮の代衚的実斜
態様及び詳现を瀺したが、圓業者には発明の範囲
から逞脱するこずなく各皮の倉曎及び修正が可胜
なるこずは明らかであろう。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  少くずも皮のカルボニル化重合物の存圚䞋
    でブタゞ゚ン単量䜓の重合を行なうこずからなる
    改善を特城ずする、液状非氎分散媒䜓を含有する
    反応混合物䞭でのブタゞ゚ン単量䜓の非氎分散重
    合方法。  前蚘のカルボニル化重合物が、カルボニル化
    EPDMである特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方
    法。  前蚘カルボニル化EPDMの数平均分子量が、
    少くずも5000である特蚱請求の範囲第項に蚘茉
    の方法。  前蚘液状非氎分散媒䜓の溶解パラメヌタヌ
    が、玄乃至玄calc.c.1/2である特蚱請求の
    範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘反応混合物䞭の前蚘ブタゞ゚ン単量䜓の
    量が、党反応混合物基準で玄乃至玄30重量パヌ
    セントである特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方
    法。  前蚘反応混合物䞭の前蚘ブタゞ゚ン単量䜓の
    量が、党反応混合物基準で10乃至25重量パヌセン
    トである特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘反応混合物䞭に存圚する前蚘カルボニル
    化重合物の量が、玄0.2phm乃至玄1.0phmである
    特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘反応混合物䞭に存圚する前蚘カルボニル
    化重合物の量が、玄0.3phm乃至玄0.5phmである
    特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  ℃乃至100℃の枩床で前蚘の重合を実斜す
    る特蚱請求の範囲第項に蚘茉の方法。  前蚘カルボニル化EPDMの数平均分子量
    が、玄10000乃至200000である特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉の方法。
JP58174031A 1982-09-20 1983-09-20 カルボニル化重合物分散剀存圚䞋でのブタゞ゚ンの非氎分散重合方法 Granted JPS5978217A (ja)

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