KR102602239B1 - Polyolefin - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리올레핀에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 우수한 낙하 충격 강도를 가지며, 향상된 투명도를 나타낼 수 있는 폴리올레핀에 관한 것이다.The present invention relates to polyolefins. More specifically, the present invention relates to a polyolefin that has excellent drop impact strength and can exhibit improved transparency.
Description
본 발명은 폴리올레핀에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 우수한 낙하 충격 강도 등의 개선된 기계적 특성을 가지며, 필름 제조시 향상된 투명도를 나타낼 수 있는 폴리올레핀에 관한 것이다.The present invention relates to polyolefins. More specifically, the present invention relates to a polyolefin that has improved mechanical properties such as excellent drop impact strength and can exhibit improved transparency during film production.
선형 저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene; LLDPE)은 중합 촉매를 사용하여 저압에서 에틸렌과 알파 올레핀을 공중합하여 제조되는 것으로, 분자량 분포가 좁고, 일정한 길이의 단쇄 분지를 가지며, 장쇄 분지가 없는 수지이다. 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름은 일반 폴리에틸렌의 특성과 더불어 파단강도와 신율이 높고, 인열강도, 낙하 충격 강도 등이 우수하여 기존의 저밀도 폴리에틸렌이나 고밀도 폴리에틸렌의 적용이 어려운 스트레치 필름, 오버랩 필름 등에의 사용이 증가하고 있다. Linear low density polyethylene (LLDPE) is manufactured by copolymerizing ethylene and alpha olefin at low pressure using a polymerization catalyst. It is a resin with a narrow molecular weight distribution, short chain branches of a certain length, and no long chain branches. Linear low-density polyethylene film has the characteristics of general polyethylene, as well as high breaking strength and elongation, and has excellent tear strength and drop impact strength, so its use is increasing in stretch films and overlap films where it is difficult to apply existing low-density polyethylene or high-density polyethylene. I'm doing it.
그러나, 선형 저밀도 폴리에틸렌은 우수한 기계적 물성에 비하여 블로운 필름(blown film) 가공성이 좋지 않고 투명도가 떨어지는 단점이 있다. 블로운 필름이란, 용융 플라스틱에 공기를 불어넣어 부풀리는 방식으로 제조한 필름으로서, 인플레이션 필름이라고도 불린다.However, linear low-density polyethylene has the disadvantage of poor blown film processability and poor transparency compared to its excellent mechanical properties. Blown film is a film manufactured by blowing air into molten plastic to inflate it, and is also called inflation film.
선형 저밀도 폴리에틸렌은 일반적으로 밀도가 낮을수록 투명성이 좋아지고 낙하 충격 강도가 증가하는 특성이 있다. 하지만 저밀도의 폴리에틸렌을 제조하기 위하여 알파 올레핀 공단량체를 많이 사용할 경우 슬러리 중합 공정에서 파울링(fouling) 발생 빈도가 높이지는 등의 문제가 있어 슬러리 중합 공정에서는 밀도 0.915 g/cm3 이상의 제품을 많이 생산하고 있다.Linear low-density polyethylene generally has the characteristics of improved transparency and increased drop impact strength as the density decreases. However, when a large amount of alpha olefin comonomer is used to produce low-density polyethylene, there are problems such as an increase in the frequency of fouling in the slurry polymerization process, so many products with a density of 0.915 g/cm 3 or more are produced in the slurry polymerization process. I'm doing it.
따라서 밀도 0.915 g/cm3 이상이면서 투명성과 함께 낙하 충격 강도 등의 우수한 기계적 물성을 구현할 수 있는 폴리에틸렌의 개발의 필요성이 요구되고 있다.Therefore the density is 0.915 g/cm 3 In addition to the above, there is a need for the development of polyethylene that can realize transparency and excellent mechanical properties such as drop impact strength.
상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 밀도가 0.915 g/cm3 이상이면서 우수한 낙하 충격 강도 등의 개선된 기계적 특성을 가지며, 필름 제조시 향상된 투명도를 나타낼 수 있는 폴리올레핀을 제공하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention has a density of 0.915 g/cm 3 The object of the present invention is to provide a polyolefin that has improved mechanical properties such as excellent drop impact strength and can exhibit improved transparency during film production.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은,In order to solve the above problems, the present invention,
0.915 g/cm3 내지 0.930 g/cm3의 밀도; 및 density between 0.915 g/cm 3 and 0.930 g/cm 3 ; and
SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) 분석 시 길이가 20nm 이상인 ASL (Average Ethylene Sequence Length)을 갖는 사슬의 비율이 전체 사슬에 대하여 중량%로, 대하여 10% 내지 20%인, 폴리올레핀을 제공한다.A polyolefin is provided in which the proportion of chains having an ASL (Average Ethylene Sequence Length) of 20 nm or more in length during SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) analysis is 10% to 20% by weight based on the total chain.
본 발명에 따르면, 메탈로센 촉매를 이용한 폴리올레핀 중합시 라멜라(lamellar)를 형성하는 에틸렌 시퀀스(ethylene sequence)의 길이와 분포를 적절히 조절하여 최적의 ASL(Average Ethylene Sequence Length) 비율을 갖는 폴리올레핀을 제공할 수 있다.According to the present invention, when polymerizing polyolefin using a metallocene catalyst, the length and distribution of the ethylene sequence forming the lamellar are appropriately adjusted to provide polyolefin with an optimal ASL (Average Ethylene Sequence Length) ratio. can do.
이에 따라, 투명성이 우수하면서 높은 낙하 충격 강도를 가지는 폴리올레핀을 제공할 수 있다.Accordingly, it is possible to provide polyolefin that has excellent transparency and high drop impact strength.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 SSA 분석법의 온도 프로파일을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리올레핀의 ASL의 분포도를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 폴리올레핀의 ASL의 분포도를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조한 폴리올레핀의 ASL과 낙하 충격 강도와의 관계를 보여주는 그래프이다.Figure 1 is a graph showing the temperature profile of the SSA analysis method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the distribution of ASL of polyolefin according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the distribution of ASL of polyolefin according to a comparative example of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the relationship between ASL and drop impact strength of polyolefins prepared in Examples and Comparative Examples of the present invention.
본 발명에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the present invention, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Additionally, the terminology used herein is only used to describe exemplary embodiments and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise,” “comprise,” or “have” are intended to designate the presence of implemented features, numbers, steps, components, or a combination thereof, and are intended to indicate the presence of one or more other features or It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of numbers, steps, components, or combinations thereof.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be subject to various changes and can take various forms, specific embodiments will be illustrated and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
이하, 본 발명의 폴리올레핀에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the polyolefin of the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 구현예에 따른 폴리올레핀은, 0.915 g/cm3 내지 0.930 g/cm3의 밀도; 및 SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) 분석 시 길이가 20nm 이상인 ASL (Average Ethylene Sequence Length)을 갖는 사슬의 비율이 전체 사슬에 대하여 중량%로, 10% 내지 20%인 것을 특징으로 한다. The polyolefin according to one embodiment of the present invention has a density of 0.915 g/cm 3 to 0.930 g/cm 3 ; And when analyzing SSA (Successive Self-nucleation and Annealing), the proportion of chains having an ASL (Average Ethylene Sequence Length) of 20 nm or more in length is 10% to 20% by weight based on the total chain.
선형 저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene; LLDPE)은 중합 촉매를 사용하여 저압에서 에틸렌과 알파 올레핀을 공중합하여 제조되는 것으로, 분자량 분포가 좁고, 일정한 길이의 단쇄 분지를 가지는 수지이다. 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름은 일반 폴리에틸렌의 특성과 더불어 파단강도와 신율이 높고, 인열강도, 낙하충격강도 등이 우수하여 기존의 저밀도 폴리에틸렌이나 고밀도 폴리에틸렌의 적용이 어려운 스트레치 필름, 오버랩 필름 등에의 사용이 증가하고 있다. Linear low density polyethylene (LLDPE) is manufactured by copolymerizing ethylene and alpha olefin at low pressure using a polymerization catalyst, and is a resin with a narrow molecular weight distribution and short chain branches of a certain length. Linear low-density polyethylene film has the characteristics of general polyethylene, as well as high breaking strength and elongation, and has excellent tear strength and drop impact strength, so its use is increasing in stretch films and overlap films where it is difficult to apply existing low-density polyethylene or high-density polyethylene. I'm doing it.
한편 선형 저밀도 폴리에틸렌은 일반적으로 밀도가 낮을수록 투명성과 낙하 충격 강도가 증가하는 것으로 알려져 있다. 하지만 저밀도의 폴리에틸렌을 제조하기 위하여 공단량체를 많이 사용할 경우 슬러리 중합 공정에서 파울링(fouling) 발생 빈도가 높아지고, 이를 포함하는 필름을 제조할 때 끈적임 현상 때문에 블로킹 방지제(antiblocking)의 사용량을 증가시켜야 하는 등의 문제가 있다. 또한 생산 시 공정이 불안정하거나 생성되는 폴리에틸렌의 모폴로지(morphology) 특성이 저하되어 부피 밀도(bulk density)가 감소하는 등의 문제가 있다.Meanwhile, linear low-density polyethylene is generally known to have increased transparency and drop impact strength as the density decreases. However, when a large amount of comonomer is used to produce low-density polyethylene, the frequency of fouling increases during the slurry polymerization process, and when manufacturing a film containing it, the amount of antiblocking agent must be increased due to the stickiness phenomenon. There are problems such as Additionally, there are problems such as unstable production processes or a decrease in the bulk density due to a decrease in the morphology characteristics of the polyethylene produced.
이에 본 발명에서는 저밀도 특성을 가지면서도 라멜라(lamellar)를 형성하는 에틸렌 시퀀스(ethylene sequence)의 길이와 분포를 적절히 조절하여 투명성과 낙하 충격 강도를 높일 수 있는 최적의 ASL(Average Ethylene Sequence Length) 비율을 갖는 폴리올레핀을 제공하고자 한다. Accordingly, in the present invention, the optimal ASL (Average Ethylene Sequence Length) ratio that can increase transparency and drop impact strength by appropriately controlling the length and distribution of the ethylene sequence that forms lamellar while having low density characteristics is found. The object is to provide a polyolefin having
보다 구체적으로, 일 구현예에 따르면 본 발명의 폴리올레핀의 밀도는 0.915 g/cm3 이상, 또는 0.916 g/cm3 이상, 또는 0.917 g/cm3 이상, 또는 0.918 g/cm3 이상, 또는, 또는 0.919 g/cm3 이상이면서, 0.930 g/cm3 이하, 또는 0.928 g/cm3 이하, 또는 0.925 g/cm3 이하, 또는 0.922 g/cm3 이하, 또는 0.921 g/cm3 이하, 또는 0.920 g/cm3 이하일 수 있다. 이때 상기 밀도는 ASTM D1505에 따라 측정한 값이다. More specifically, according to one embodiment, the density of the polyolefin of the present invention is 0.915 g/cm 3 or more, or 0.916 g/cm 3 or more, or 0.917 g/cm 3 or more, or 0.918 g/cm 3 or more, or, or Not less than 0.919 g/cm 3 and less than or equal to 0.930 g/cm 3 , or less than or equal to 0.928 g/cm 3 , or less than or equal to 0.925 g/cm 3 , or less than or equal to 0.922 g/cm 3 , or less than or equal to 0.921 g/cm 3 , or less than or equal to 0.920 g It may be less than /cm 3 . At this time, the density is a value measured according to ASTM D1505.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리올레핀은, 예를 들면, 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합체일 수 있다. 이때, 상기 알파 올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-아이토센, 노보넨, 노보나디엔, 에틸리덴노보덴, 페닐노보덴, 비닐노보덴, 디사이클로펜타디엔, 1,4-부타디엔, 1,5-펜타디엔, 1,6-헥사디엔, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 디비닐벤젠 및 3-클로로메틸스티렌을 포함하는 것일 수 있다. 이 중에서도 상기 폴리올레핀은 에틸렌과 1-부텐의 공중합체, 에틸렌과 1-헥센의 공중합체, 또는 에틸렌과 1-옥텐의 공중합체일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the polyolefin may be, for example, a copolymer of ethylene and alpha olefin. At this time, the alpha olefin is propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-itocene, norbornene, norbonadiene, ethylidene nobodene, phenylnobodene, vinylnobodene, dicyclopentadiene, 1,4-butadiene, 1,5- It may include pentadiene, 1,6-hexadiene, styrene, alpha-methylstyrene, divinylbenzene, and 3-chloromethylstyrene. Among these, the polyolefin may be a copolymer of ethylene and 1-butene, a copolymer of ethylene and 1-hexene, or a copolymer of ethylene and 1-octene.
일 구현예에 따르면 본 발명의 폴리올레핀은 SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) 분석 시 길이가 20nm 이상인 ASL (Average Ethylene Sequence Length)을 갖는 사슬의 비율이 전체 사슬에 대하여 중량%로, 10% 이상 20% 이하다. According to one embodiment, in the polyolefin of the present invention, when analyzing SSA (Successive Self-nucleation and Annealing), the proportion of chains having an ASL (Average Ethylene Sequence Length) with a length of 20 nm or more is 10% or more in weight percent with respect to the total chain. % or less.
본 발명의 폴리올레핀은 반결정(semi-crystalline) 고분자로서, 결정성 부분과 무정형 부분을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 결정성 부분은 에틸렌 반복단위 또는 알파 올레핀 반복단위를 포함한 고분자 사슬이 접히면서 다발을 이루게 되며, 이를 통해 라멜라(lamellar) 형태의 결정성 블록(또는 세그먼트)을 형성할 수 있다. The polyolefin of the present invention is a semi-crystalline polymer and may include a crystalline portion and an amorphous portion. Specifically, the crystalline portion forms a bundle as polymer chains containing ethylene repeating units or alpha olefin repeating units are folded, thereby forming a lamellar crystalline block (or segment).
본 발명의 발명자들은, SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) 분석에 의할 때 길이가 20nm 이상인 ASL (Average Ethylene Sequence Length)을 갖는 사슬의 비율이 전체 사슬에 대하여 중량%로, 10% 이상 20% 이하일 때, 동일한 밀도의 종래 폴리올레핀과 비교하여 보다 향상된 투명성과 낙하 충격 강도를 가질 수 있음에 착안하여 본 발명에 이르게 되었다. The inventors of the present invention found that, based on SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) analysis, the proportion of chains with an ASL (Average Ethylene Sequence Length) of 20 nm or more in length, in weight percent based on the total chain, is 10% to 20%. The present invention was developed by focusing on the fact that when the density is below, it can have improved transparency and drop impact strength compared to conventional polyolefin of the same density.
SSA (Successive Self-nucleation and Annealing)는 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC)를 이용하여 단계적으로 온도를 내리면서 각 단계가 끝날 때마다 급랭하여 각 단계마다 해당 온도에서 결정화된 결정들을 보존하는 방법이다.SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) is a method of lowering the temperature in stages using a Differential Scanning Calorimeter (DSC) and rapidly cooling at the end of each stage to preserve the crystals crystallized at that temperature at each stage. am.
즉, 폴리올레핀을 가열하여 완전히 용융(melting)시킨 후, 특정 온도(T)로 냉각하고 서서히 어닐링(annealing)을 하게 되면, 해당 온도(T)에서 안정하지 않는 라멜라들은 여전히 용융되어 있고 안정한 라멜라들만이 결정화된다. 이때 해당 온도(T)에 대한 안정성은 라멜라의 두께에 의존하며, 라멜라의 두께는 사슬구조에 의존한다. 따라서 이러한 열처리를 단계적으로 진행함으로써, 고분자 사슬구조에 따른 라멜라 두께 및 그 분포도를 정량적으로 평가할 수 있다.In other words, when polyolefin is heated and completely melted, then cooled to a specific temperature (T) and slowly annealed, the lamellas that are not stable at that temperature (T) are still melted and only the stable lamellas are melted. It crystallizes. At this time, the stability at the corresponding temperature (T) depends on the thickness of the lamellae, and the thickness of the lamellae depends on the chain structure. Therefore, by carrying out this heat treatment step by step, the lamella thickness and its distribution according to the polymer chain structure can be quantitatively evaluated.
이때 하나의 용융 피크(melting peak)는 동일한 하나의 에틸렌 시퀀스 길이(ethylene sequence length)를 가진 라멜라에 의해서만 나타나는 것이 아니라, 다양한 시퀀스 길이를 갖지만 동일한 온도에서 결정화가 일어날 수 있는 복수의 라멜라들에 의해 나타나게 된다. 따라서, 이처럼 특정 온도에서 결정화가 일어나는 에틸렌 시퀀스의 평균 길이를 지칭하여 ASL (Average Ethylene Sequence Length)이라고 할 수 있다. 즉, 본 발명의 명세서에서 길이가 20nm 이상인 ASL는, SSA 분석에 의해 용융 피크가 동일하게 나타나는 에틸렌 시퀀스의 평균 길이가 20nm 또는 그 이상인 에틸렌 시퀀스를 의미한다. At this time, one melting peak is not only caused by a lamella with the same ethylene sequence length, but by a plurality of lamellaes that have various sequence lengths but can crystallize at the same temperature. do. Therefore, the average length of the ethylene sequence that crystallizes at a specific temperature can be referred to as ASL (Average Ethylene Sequence Length). That is, in the specification of the present invention, ASL with a length of 20 nm or more refers to an ethylene sequence in which the average length of the ethylene sequences showing the same melting peak by SSA analysis is 20 nm or more.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 SSA는, 시차주사열량계를 이용하여 상기 폴리올레핀을 첫 번째 가열 온도로 120 내지 124℃까지 가열하고, 15 내지 30분간 유지한 후, 28 내지 32℃로 냉각하며, n+1번째의 가열 온도는 n번째 가열 온도보다 3 내지 7℃ 낮은 온도로 하여 단계적으로 가열 온도를 내리면서 최종 가열 온도가 50 내지 54℃가 될 때까지 가열-어닐링(annealing)-급랭을 반복함으로써 수행될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the SSA heats the polyolefin to a first heating temperature of 120 to 124°C using a differential scanning calorimeter, maintains it for 15 to 30 minutes, and then cools to 28 to 32°C. , the n+1th heating temperature is 3 to 7°C lower than the nth heating temperature, and the heating temperature is gradually lowered, followed by heating-annealing-quenching until the final heating temperature is 50 to 54°C. This can be done by repetition.
보다 구체적으로 상기 SSA는 하기 i) 내지 v)의 단계로 수행될 수 있다:More specifically, the SSA may be performed in the following steps i) to v):
i) 시차주사열량계를 이용하여 폴리올레핀을 160℃까지 가열한 후 30분 동안 유지하여 측정 전 열 이력을 모두 제거하는 단계;i) Heating the polyolefin to 160°C using a differential scanning calorimeter and maintaining it for 30 minutes to remove all heat history before measurement;
ii) 160℃부터 122℃까지 온도를 내린 후, 20분간 유지하고 30℃까지 온도를 내려 1분간 유지하는 단계;ii) lowering the temperature from 160°C to 122°C, maintaining it for 20 minutes, lowering the temperature to 30°C and maintaining it for 1 minute;
iii) 122℃ 보다 5℃ 낮은 온도 117℃까지 가열한 후 20분 동안 유지하고, 30℃까지 온도를 내려 1분 유지하는 단계;iii) heating to 117°C, which is 5°C lower than 122°C, maintaining it for 20 minutes, lowering the temperature to 30°C and maintaining it for 1 minute;
iv) n+1번째의 가열 온도는 n번째 가열 온도보다 5℃ 낮은 온도로 하고, 승온 속도, 유지 시간 및 냉각 온도는 동일하게 하여 점차 가열 온도를 내리면서 가열 온도가 52℃가 될 까지 수행하는 단계; 및 iv) The n+1th heating temperature is set to be 5℃ lower than the nth heating temperature, and the heating rate, holding time, and cooling temperature are the same, and the heating temperature is gradually lowered until the heating temperature reaches 52℃. Steps to perform; and
v) 마지막으로 30℃에서부터 160℃까지 온도를 올리는 단계.v) Finally, raising the temperature from 30℃ to 160℃.
본 발명의 일 구현예에 따른 SSA 분석법의 온도 프로파일을 도 1에 나타내었다.The temperature profile of the SSA analysis method according to one embodiment of the present invention is shown in Figure 1.
도 1을 참조하면, 시차주사열량계(장치명: DSC8000, 제조사: PerkinElmer)를 이용하여 폴리올레핀을 초기에 160℃까지 가열한 후 30분 동안 유지하여 시료의 측정 전 열 이력을 모두 제거한다. 160℃부터 122℃까지 온도를 내린 후, 20분간 유지하고, 30℃까지 온도를 내려 1분간 유지 후 다시 온도를 증가시킨다. Referring to Figure 1, using a differential scanning calorimeter (device name: DSC8000, manufacturer: PerkinElmer), polyolefin is initially heated to 160°C and maintained for 30 minutes to remove all heat history of the sample before measurement. After lowering the temperature from 160℃ to 122℃ and maintaining it for 20 minutes, lowering the temperature to 30℃ and maintaining it for 1 minute, then increasing the temperature again.
다음에, 최초의 가열 온도 122℃ 보다 5℃ 낮은 온도(117℃)까지 가열한 후 20분 동안 유지하고, 30℃까지 온도를 내려 1분간 유지 후, 다시 온도를 증가시킨다. 이러한 방식으로 n+1번째의 가열 온도는 n번째 가열 온도보다 5℃ 낮은 온도로 하고, 유지 시간 및 냉각 온도는 동일하게 하여 점차 가열 온도를 내리면서 52℃까지 진행한다. 이때 온도의 상승 속도와 하강 속도는 각각 20℃/min으로 조절한다. 30℃에서부터 160℃까지 20℃/min의 승온 속도로 온도를 올리며 열량 변화를 관찰하여 온도기록(thermogram)을 측정한다.Next, it is heated to a temperature (117°C) that is 5°C lower than the initial heating temperature of 122°C and maintained for 20 minutes. The temperature is lowered to 30°C and held for 1 minute, and then the temperature is increased again. In this way, the n+1th heating temperature is 5°C lower than the nth heating temperature, the holding time and cooling temperature are the same, and the heating temperature is gradually lowered to 52°C. At this time, the temperature rising and falling speeds are each adjusted to 20°C/min. Raise the temperature from 30℃ to 160℃ at a rate of 20℃/min, observe the change in heat amount, and measure the thermogram.
이렇게 본 발명의 폴리올레핀에 대해 SSA 방식으로 가열-어닐링(annealing)-급랭을 반복 후 승온하면 온도별 피크가 나타내며 상기 ASL은 이와 같이 측정된 SSA thermogram으로부터 계산할 수 있다.When the temperature of the polyolefin of the present invention is raised after repeated heating-annealing-quenching using the SSA method, peaks for each temperature appear, and the ASL can be calculated from the SSA thermogram measured in this way.
보다 구체적으로, ASL은 하기 식 1에 따라 구할 수 있으며, 하기 식 1에서, CH2 mole fraction는 전체 폴리올레핀에서 연속된 에틸렌(consecutive ethylene)의 몰 비율을 의미하고, 상기 에틸렌의 몰 비율은 다시 하기 식 2로 계산할 수 있다:More specifically, ASL can be obtained according to Equation 1 below. In Equation 1 below, CH 2 mole fraction means the mole ratio of continuous ethylene (consecutive ethylene) in the entire polyolefin, and the mole ratio of ethylene is again as follows: It can be calculated using equation 2:
[식 1][Equation 1]
ASL = 0.2534(CH2 mole fraction) / (1 - CH2 mole fraction)ASL = 0.2534(CH 2 mole fraction) / (1 - CH 2 mole fraction)
[식 2][Equation 2]
- ln(CH2 mole fraction) = -0.331 + 135.5/Tm (K)- ln(CH 2 mole fraction) = -0.331 + 135.5/T m (K)
Tm은 폴리올레핀에서 용융 온도(단위: K)로, 본 발명에서는 SSA 분석에서 얻어지는 온도별 피크들의 피크 온도를 의미한다.T m is the melting temperature (unit: K) in polyolefin, and in the present invention, it means the peak temperature of peaks for each temperature obtained in SSA analysis.
상기 식 1 및 2에 대한 설명과, 보다 구체적인 ASL의 계산방법에 대해서는 Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 2002, vol. 40, 813-821, 및 Journal of the Korean Chemical Society 2011, Vol. 55, No. 4를 참고할 수 있다.For an explanation of Equations 1 and 2 above and a more detailed calculation method of ASL, see Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 2002, vol. 40, 813-821, and Journal of the Korean Chemical Society 2011, Vol. 55, no. You can refer to 4.
상기와 같은 방식으로 계산하였을 때, 본 발명의 폴리올레핀은 길이가 20nm 이상인 ASL (Average Ethylene Sequence Length)을 갖는 사슬의 비율이 전체 사슬에 대하여 중량%로, 10% 이상, 또는 11% 이상, 또는 12% 이상이면서, 20% 이하, 또는 19% 이하, 또는 18% 이하, 또는 17% 이하, 또는 16% 이하일 수 있다. When calculated in the same manner as above, in the polyolefin of the present invention, the proportion of chains having an ASL (Average Ethylene Sequence Length) of 20 nm or more in length is 10% or more, or 11% or more, or 12% by weight relative to the total chain. % or more, but may be 20% or less, or 19% or less, or 18% or less, or 17% or less, or 16% or less.
본 발명의 폴리올레핀은 상기와 같은 비율을 가짐으로써, 적은 양의 공단량체, 즉, 0.930 g/cm3 이하의 저밀도 특성과 고투명도를 유지하면서도 낙하 충격 강도 등 우수한 필름 기계적 물성을 구현할 수 있다. By having the above ratio, the polyolefin of the present invention can achieve excellent film mechanical properties such as drop impact strength while maintaining a small amount of comonomer, i.e., low density characteristics of 0.930 g/cm 3 or less and high transparency.
또, 발명의 일 구현예에 따른 폴리올레핀은 상술한 바와 같이 특성을 총족하면서 이와 함께, ASTM D1238 규격에 따라 190 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에서 측정된 용융 지수(MI2.16)가 0.5 내지 1.5 g/10min일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 용융 지수(MI2.16)가 0.5 g/10min 이상, 또는 0.7 g/10min 이상, 또는 0.8 g/10min 이상, 또는 0.9 g/10min 이상이면서, 1.5 g/10min 이하, 또는 1.4 g/10min 이하, 또는 1.3 g/10min 이하일 수 있다. In addition, the polyolefin according to one embodiment of the invention satisfies the characteristics as described above and has a melt index (MI 2.16 ) of 0.5 to 1.5 g measured under the temperature of 190 ° C and a load of 2.16 kg according to ASTM D1238 standard. It can be /10min. More specifically, the melt index (MI 2.16 ) is 0.5 g/10min or more, or 0.7 g/10min or more, or 0.8 g/10min or more, or 0.9 g/10min or more, and 1.5 g/10min or less, or 1.4 g/10min or more. It may be less than 10 min, or less than 1.3 g/10 min.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 폴리올레핀은 필름 제막기를 이용하여 폴리올레핀 필름(BUR 2.3, 필름 두께 55 내지 65㎛)을 제조한 후, ISO 13468에 의거하여 측정한 필름의 헤이즈(haze)가 12% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 폴리올레핀의 헤이즈는 12% 이하, 또는 11.5% 이하, 또는 11% 이하, 또는 10.5% 이하일 수 있다. 헤이즈값은 낮을수록 우수하므로 그 하한값은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 4% 이상, 또는 5% 이상, 또는 6% 이상, 또는 7% 이상일 수 있다. In addition, the polyolefin according to one embodiment of the present invention is manufactured by using a film forming machine to produce a polyolefin film (BUR 2.3, film thickness 55 to 65㎛), and then the haze of the film measured according to ISO 13468 is It may be less than 12%. More specifically, the haze of the polyolefin according to one embodiment of the present invention may be 12% or less, or 11.5% or less, or 11% or less, or 10.5% or less. Since the lower the haze value, the better, the lower limit is not particularly limited, but may be, for example, 4% or more, or 5% or more, or 6% or more, or 7% or more.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 폴리올레핀은 필름 제막기를 이용하여 폴리올레핀 필름(BUR 2.3, 필름 두께 55 내지 65㎛)을 제조한 후, ASTM D 1709 [Method A]에 따라 측정한 낙하 충격 강도가 850 g 이상, 또는 900 g 이상, 또는 950 g 이상일 수 있다. 낙하 충격 강도는 높을수록 우수하므로 그 상한값은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 1,500 g 이하, 또는 1,400 g 이하, 또는 1,300 g 이하, 또는 1,200 g 이하일 수 있다.In addition, the polyolefin according to one embodiment of the present invention has a drop impact strength measured according to ASTM D 1709 [Method A] after producing a polyolefin film (BUR 2.3, film thickness 55 to 65 ㎛) using a film forming machine. It may be 850 g or more, or 900 g or more, or 950 g or more. The higher the drop impact strength, the better, so the upper limit is not particularly limited, but may be, for example, 1,500 g or less, 1,400 g or less, 1,300 g or less, or 1,200 g or less.
상기와 같이 본 발명의 폴리올레핀은 동일한 범위의 밀도를 갖는 종래의 폴리올레핀보다 향상된 투명도, 및 낙하 충격 강도를 나타낼 수 있다. As described above, the polyolefin of the present invention can exhibit improved transparency and drop impact strength compared to conventional polyolefins having the same density range.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 폴리올레핀은 중량 평균 분자량(Mw)이 70,000 내지 140,000 g/mol 일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 중량 평균 분자량은, 80,000 g/mol 이상, 또는 90,000 g/mol 이상이면서, 130,000 g/mol 이하, 또는 120,000 g/mol 이하일 수 있다. Additionally, the polyolefin according to one embodiment of the present invention may have a weight average molecular weight (Mw) of 70,000 to 140,000 g/mol. More preferably, the weight average molecular weight may be 80,000 g/mol or more, or 90,000 g/mol or more, and 130,000 g/mol or less, or 120,000 g/mol or less.
상기 중량 평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정한 것으로, polystyrene standard를 사용한 universal calibration한 값을 의미하며, 상기 폴리올레핀의 용도 또는 적용 분야를 고려하여 적절히 조절될 수 있다.The weight average molecular weight (Mw) is measured using gel permeation chromatography (GPC), means a universal calibration value using a polystyrene standard, and can be appropriately adjusted considering the use or application field of the polyolefin.
한편, 상기와 같은 물성적 특징을 갖는 발명의 일 구현예에 따른 폴리올레핀은 촉매 활성 성분으로 혼성 담지 메탈로센 화합물의 존재 하에, 올레핀 단량체를 중합하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.On the other hand, the polyolefin according to one embodiment of the invention having the above physical properties can be produced by a production method comprising the step of polymerizing olefin monomers in the presence of a hybrid supported metallocene compound as a catalytically active ingredient. .
보다 구체적으로 본 발명의 폴리올레핀은 이에 한정되는 것은 아니나, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 제 1 메탈로센 화합물 1종 이상; 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 제 2 메탈로센 화합물 1종 이상; 및 상기 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물을 담지하는 담체를 포함하는, 혼성 담지 메탈로센 촉매의 존재 하에, 올레핀 단량체를 중합하여 제조될 수 있다. More specifically, the polyolefin of the present invention is not limited thereto, but includes at least one first metallocene compound selected from compounds represented by the following formula (1); At least one second metallocene compound selected from compounds represented by the following formula (2); and a carrier supporting the first and second metallocene compounds, and may be prepared by polymerizing an olefin monomer in the presence of a hybrid supported metallocene catalyst.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
Q1 및 Q2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이고;Q 1 and Q 2 are the same or different from each other, and are each independently halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkoxyalkyl group, a C6 to C20 aryl group, and a C7 to C20 alkylaryl group. group, or a C7 to C20 arylalkyl group;
T1은 탄소, 실리콘, 또는 게르마늄이고;T 1 is carbon, silicon, or germanium;
M1는 4족 전이금속이고;M 1 is a Group 4 transition metal;
X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, 니트로기, 아미도기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 C1 내지 C20의 술폰네이트기이며;X 1 and , a C1 to C20 alkoxy group, or a C1 to C20 sulfonate group;
R1 내지 R14는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C1 내지 C20의 할로알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 실릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이거나, 혹은 R1 내지 R14 중 서로 인접하는 2개 이상이 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 고리를 형성하는 것이고; R 1 to R 14 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen, halogen, C1 to C20 alkyl group, C1 to C20 haloalkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C1 to C20 alkylsilyl group, C1 to C20 A silylalkyl group, a C1 to C20 alkoxysilyl group, a C1 to C20 alkoxy group, a C6 to C20 aryl group, a C7 to C20 alkylaryl group, or a C7 to C20 arylalkyl group, or among R 1 to R 14 Two or more adjacent ones are connected to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic ring;
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서,In Formula 2,
Q3 및 Q4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이고;Q 3 and Q 4 are the same or different from each other, and are each independently halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkoxyalkyl group, a C6 to C20 aryl group, and a C7 to C20 alkylaryl group. group, or a C7 to C20 arylalkyl group;
T2는 탄소, 실리콘, 또는 게르마늄이고;T 2 is carbon, silicon, or germanium;
M2는 4족 전이금속이고;M 2 is a Group 4 transition metal;
X3 및 X4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, 니트로기, 아미도기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 C1 내지 C20의 술폰네이트기이며;X 3 and , a C1 to C20 alkoxy group, or a C1 to C20 sulfonate group;
R15 내지 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C1 내지 C20의 할로알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 실릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이며, 단, R20 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기이거나, 혹은 R15 내지 R28 중 서로 인접하는 2개 이상이 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 고리를 형성하는 것이다.R 15 to R 28 are the same or different from each other, and each independently represents hydrogen, halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C1 to C20 haloalkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkoxyalkyl group, or a C1 to C20 alkyl group. An alkylsilyl group, a C1 to C20 silylalkyl group, a C1 to C20 alkoxysilyl group, a C1 to C20 alkoxy group, a C6 to C20 aryl group, a C7 to C20 alkylaryl group, or a C7 to C20 arylalkyl group, However, R 20 and R 24 are the same or different from each other, and are each independently a C1 to C20 alkyl group, or two or more adjacent R 15 to R 28 are connected to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic ring. is to form.
상기 혼성 담지 메탈로센 촉매에 있어서, 상기 화학식 1 및 2의 치환기들을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.In the hybrid supported metallocene catalyst, the substituents of Formulas 1 and 2 are described in more detail as follows.
상기 C1 내지 C20의 알킬기로는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 포함하고, 구체적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The C1 to C20 alkyl groups include straight or branched alkyl groups, and specifically include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, An octyl group, etc. may be mentioned, but it is not limited thereto.
상기 C2 내지 C20의 알케닐기로는 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐기를 포함하고, 구체적으로 알릴기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 펜테닐기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The C2 to C20 alkenyl group includes a straight-chain or branched alkenyl group, and specifically includes an allyl group, an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group, and a pentenyl group, but is not limited thereto.
상기 C6 내지 C20의 아릴기로는 단환 또는 축합환의 아릴기를 포함하고, 구체적으로 페닐기, 비페닐기, 나프틸기, 페난트레닐기, 플루오레닐기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The C6 to C20 aryl group includes a monocyclic or condensed ring aryl group, and specifically includes, but is not limited to, a phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, a phenanthrenyl group, and a fluorenyl group.
상기 C1 내지 C20의 알콕시기로는 메톡시기, 에톡시기, 페닐옥시기, 시클로헥실옥시기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The C1 to C20 alkoxy groups include methoxy group, ethoxy group, phenyloxy group, cyclohexyloxy group, etc., but are not limited thereto.
상기 C2 내지 C20의 알콕시알킬기는 상술한 바와 같은 알킬기의 1개 이상의 수소가 알콕시기로 치환된 작용기이며, 구체적으로 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 에톡시메틸기, iso-프로폭시메틸기, iso-프로폭시에틸기, iso-프로폭시헥실기, tert-부톡시메틸기, tert-부톡시에틸기, tert-부톡시헥실기 등의 알콕시알킬기; 또는 페녹시헥실기 등의 아릴옥시알킬기를 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The C2 to C20 alkoxyalkyl group is a functional group in which one or more hydrogens of the alkyl group described above are replaced with an alkoxy group, and specifically, methoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxymethyl group, iso-propoxymethyl group, and iso-propoxy group. Alkoxyalkyl groups such as ethyl group, iso-propoxyhexyl group, tert-butoxymethyl group, tert-butoxyethyl group, and tert-butoxyhexyl group; Or an aryloxyalkyl group such as a phenoxyhexyl group, but is not limited thereto.
상기 C1 내지 C20의 알킬실릴기 또는 C1 내지 C20의 알콕시실릴기는 -SiH3의 1 내지 3개의 수소가 1 내지 3개의 상술한 바와 같은 알킬기 또는 알콕시기로 치환된 작용기이며, 구체적으로 메틸실릴기, 다이메틸실릴기, 트라이메틸실릴기, 다이메틸에틸실릴기, 다이에틸메틸실릴기 또는 다이메틸프로필실릴기 등의 알킬실릴기; 메톡시실릴기, 다이메톡시실릴기, 트라이메톡시실릴기 또는 다이메톡시에톡시실릴기 등의 알콕시실릴기; 메톡시다이메틸실릴기, 다이에톡시메틸실릴기 또는 다이메톡시프로필실릴기 등의 알콕시알킬실릴기를 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The C1 to C20 alkylsilyl group or C1 to C20 alkoxysilyl group is a functional group in which 1 to 3 hydrogens of -SiH 3 are replaced with 1 to 3 alkyl groups or alkoxy groups as described above, specifically methylsilyl group, die Alkylsilyl groups such as methylsilyl group, trimethylsilyl group, dimethylethylsilyl group, diethylmethylsilyl group, or dimethylpropylsilyl group; Alkoxysilyl groups such as methoxysilyl group, dimethoxysilyl group, trimethoxysilyl group, or dimethoxyethoxysilyl group; Alkoxyalkylsilyl groups such as methoxydimethylsilyl group, diethoxymethylsilyl group, or dimethoxypropylsilyl group may be included, but are not limited thereto.
상기 C1 내지 C20의 실릴알킬기는 상술한 바와 같은 알킬기의 1 이상의 수소가 실릴기로 치환된 작용기이며, 구체적으로 -CH2-SiH3, 메틸실릴메틸기 또는 다이메틸에톡시실릴프로필기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The C1 to C20 silylalkyl group is a functional group in which one or more hydrogens of the alkyl group as described above are replaced with a silyl group, and specifically includes -CH 2 -SiH 3 , methylsilylmethyl group, or dimethylethoxysilylpropyl group. , but is not limited to this.
상기 할로겐(halogen)은 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)일 수 있다.The halogen may be fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), or iodine (I).
상기 술포네이트기는 -O-SO2-R'의 구조로 R'는 C1 내지 C20의 알킬기일 수 있다. 구체적으로, C1 내지 C20 술포네이트기는 메탄설포네이트기 또는 페닐설포네이트기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The sulfonate group has the structure of -O-SO 2 -R', where R' may be a C1 to C20 alkyl group. Specifically, the C1 to C20 sulfonate group may include a methanesulfonate group or a phenylsulfonate group, but is not limited thereto.
또한, 본 명세서에서 서로 인접하는 2 개의 치환기가 서로 연결되어 지방족 또는 방향족 고리를 형성한다는 것은 2개의 치환기의 원자(들) 및 상기 2개의 치환기가 결합된 원자가(원자들이) 서로 연결되어 고리를 이루는 것을 의미한다. 구체적으로, -NRaRb 또는 -NRa'Rb '의 Ra 및 Rb 또는 Ra' 및 Rb '가 서로 연결되어 지방족 고리를 형성한 예로는 피페리디닐(piperidinyl)기 등을 들 수 있고, -NRaRb 또는 -NRa'Rb '의 Ra 및 Rb 또는 Ra' 및 Rb '가 서로 연결되어 방향족 고리를 형성한 예로는 피롤릴(pyrrolyl)기 등을 예시할 수 있다.In addition, in the present specification, two adjacent substituents are connected to each other to form an aliphatic or aromatic ring, which means that the atom(s) of two substituents and the atoms (atoms) to which the two substituents are bonded are connected to each other to form a ring. means that Specifically, examples of R a and R b or R a ' and R b ' of -NR a R b or -NR a' R b ' being linked together to form an aliphatic ring include a piperidinyl group, etc. Examples of R a and R b or R a ' and R b ' of -NR a R b or -NR a' R b ' are connected to each other to form an aromatic ring include a pyrrolyl group, etc. It can be exemplified.
상술한 치환기들은 목적하는 효과와 동일 내지 유사한 효과를 발휘하는 범위 내에서 임의적으로 하이드록시기; 할로겐; 알킬기 또는 알케닐기, 아릴기, 알콕시기; 14족 내지 16족의 헤테로 원자들 중 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 알킬기 또는 알케닐기, 아릴기, 알콕시기; 실릴기; 알킬실릴기 또는 알콕시실릴기; 포스파인기; 포스파이드기; 술포네이트기; 및 술폰기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.The above-mentioned substituents are optionally hydroxy groups within the range of achieving the same or similar effects as the desired effect; halogen; Alkyl group or alkenyl group, aryl group, alkoxy group; an alkyl group or alkenyl group, an aryl group, or an alkoxy group containing one or more heteroatoms from groups 14 to 16; silyl group; Alkylsilyl group or alkoxysilyl group; Phosphine group; phosphide group; Sulfonate group; and may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a sulfone group.
상기 4족 전이금속으로는 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf) 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The Group 4 transition metals include titanium (Ti), zirconium (Zr), and hafnium (Hf), but are not limited thereto.
상기 혼성 담지 촉매를 이용하면 폴리올레핀의 투명성을 유지하며 특정한 라멜라 분포에 의한 우수한 낙하 충격 강도를 확보할 수 있어, 고가공성, 특히 멜트 블로운 가공성이 우수한 폴리올레핀을 제조할 수 있다. Using the hybrid supported catalyst can maintain the transparency of polyolefin and secure excellent drop impact strength due to specific lamellar distribution, making it possible to manufacture polyolefin with high processability, especially excellent melt blown processability.
구체적으로, 발명의 일 구현예에 따른 상기 혼성 담지 촉매에 있어서, 제 1 메탈로센 화합물은 장쇄 분지를 포함하고 낮은 분자량의 폴리올레핀의 제조에 용이하고, 제 2 메탈로센 화합물은 상기 제 1 메탈로센 화합물에 비해 적은 양의 장쇄 분지를 포함하고 상대적으로 높은 분자량의 폴리올레핀 제조에 용이하다. 특히, 중합체 내에 장쇄 분지가 많고, 분자량이 클 때 용융 강도가 커지는데, 제 1 메탈로센 화합물의 경우 장쇄 분지가 많은데 비해 분자량이 낮아 버블 안정성을 개선하는 데 한계가 있다. Specifically, in the hybrid supported catalyst according to one embodiment of the invention, the first metallocene compound contains long chain branches and is easy to produce low molecular weight polyolefin, and the second metallocene compound is the first metal locene compound. It contains a small amount of long chain branches compared to locene compounds and is easy to produce polyolefins with a relatively high molecular weight. In particular, the melt strength increases when there are many long chain branches in the polymer and the molecular weight is high. However, in the case of the first metallocene compound, there is a limit to improving bubble stability due to the low molecular weight compared to the many long chain branches.
본 발명에서는 장쇄 분지를 상대적으로 많이 포함하고 분자량이 낮은 중합체를 생성하는 제 1 메탈로센 화합물과 상대적으로 많은 단쇄 분지와 높은 분자량의 중합체를 생성하는 제 2 메탈로센 화합물을 혼성 담지하여 우수한 투명도를 유지하면서 용융 강도를 향상시켰다. 상기 2종의 메탈로센 화합물을 혼성 담지함으로써 중합체 내에 존재하는 장쇄 분지가 상대적으로 저분자량 쪽에 위치하게 되기 때문에 투명도를 악화시키지 않는 것이다.In the present invention, a first metallocene compound that contains relatively many long chain branches and produces a low molecular weight polymer and a second metallocene compound that produces a polymer that contains relatively many short chain branches and a high molecular weight are mixed and supported to provide excellent transparency. Melt strength was improved while maintaining . By carrying the above two types of metallocene compounds in a hybrid form, the long chain branch present in the polymer is located at a relatively low molecular weight, so transparency does not deteriorate.
특히, 본 발명의 혼성 담지 촉매는 상기 화학식 1의 제 1 메탈로센 화합물에 의해 생성된 장쇄 분지와 상기 화학식 2의 제 2 메탈로센 화합물에 의해 생성된 장쇄 분지가 분자 레벨에서 서로 엉키는 특징을 갖는다. 장쇄 분지 사이의 엉킴에 의해 용융 상태에서 풀어지는데 큰 힘이 필요하므로 용융 강도가 강화된다. 각각의 촉매에 의한 단독 중합체를 용융하여 혼합(melt blending)을 했을 때는 용융강도의 개선이 나타나지 않는 것으로 보아 혼성 담지 촉매에 의해 중합 단계에서부터 엉킴이 일어날 때 용융강도 개선이 효과적이라는 것을 알 수 있다.In particular, the hybrid supported catalyst of the present invention has the characteristic that the long chain branches generated by the first metallocene compound of Chemical Formula 1 and the long chain branches generated by the second metallocene compound of Chemical Formula 2 are entangled with each other at the molecular level. have The tangle between long chain branches requires a large force to be released from the molten state, thereby enhancing the melt strength. When the homopolymers were melted and mixed using each catalyst, no improvement in melt strength was observed, indicating that improvement in melt strength is effective when entanglement occurs from the polymerization stage by the hybrid supported catalyst.
보다 구체적으로, 발명의 일 구현예에 따른 혼성 담지 촉매에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물은 서로 다른 리간드로 메탈로센 화합물은 사이클로펜타다이에닐 리간드와 테트라하이드로인데닐 리간드를 포함하며, 상기 리간드들은 -Si(Q1)(Q2)-에 의하여 가교되어 있고, 상기 리간드들 사이에 M1(X1)(X2)가 존재하는 구조를 가진다. 이러한 구조의 촉매를 중합하면 적은 양의 장쇄 분지가 있고, 분자량 분포(PDI, MWD, Mw/Mn)와 용융 흐름 지수(Melt Flow Rate Ratio, MFRR)이 상대적으로 좁은 중합체를 얻을 수 있다.More specifically, in the hybrid supported catalyst according to one embodiment of the invention, the first metallocene compound represented by Formula 1 is a different ligand, and the metallocene compound is a cyclopentadienyl ligand and a tetrahydroindenyl ligand. It includes a ligand, and the ligands are cross-linked by -Si(Q 1 )(Q 2 )-, and have a structure in which M 1 (X 1 )(X 2 ) exists between the ligands. By polymerizing a catalyst with this structure, a polymer with a small amount of long chain branching and a relatively narrow molecular weight distribution (PDI, MWD, Mw/Mn) and melt flow rate ratio (MFRR) can be obtained.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물의 구조 내에서 사이클로펜타다이에닐 리간드는, 예를 들면, 올레핀 중합 활성에 영향을 미칠 수 있다. Specifically, the cyclopentadienyl ligand in the structure of the metallocene compound represented by Formula 1 may, for example, affect olefin polymerization activity.
특히, 상기 사이클로펜타다이에닐 리간드의 R11 내지 R14는 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기, C1 내지 C20의 알콕시기 및 C2 내지 C20의 알케닐기 중 어느 하나일 경우 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물로부터 얻어진 촉매는 올레핀 중합 공정에서 보다 높은 활성을 나타낼 수 있으며, R11 내지 R14이 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기 및 부틸기 중 어느 하나일 경우, 상기 혼성 담지 촉매는 올레핀 단량체의 중합 공정에서 매우 높은 활성을 나타낼 수 있다.In particular, when R 11 to R 14 of the cyclopentadienyl ligand are each independently any one of a C1 to C20 alkyl group, a C1 to C20 alkoxy group, and a C2 to C20 alkenyl group, the metallocene of Formula 1 The catalyst obtained from the compound can exhibit higher activity in the olefin polymerization process, and when R 11 to R 14 are each independently any one of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, the hybrid supported catalyst is capable of polymerizing olefin monomers. It can exhibit very high activity in the process.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물의 구조 내에서 테트라하이드로인데닐 리간드 구조에 루이스 염기로 작용할 수 있는 비공유 전자쌍을 가짐으로써 안정적이고, 높은 중합 활성을 나타낼 수 있으며, 또 상기 테트라하이드로인데닐 리간드는, 예를 들면, 치환된 작용기의 종류에 따라 입체 장애 효과의 정도를 조절하여 제조되는 폴리올레핀의 분자량을 용이하게 조절할 수 있다. In addition, within the structure of the metallocene compound represented by Chemical Formula 1, it is stable and can exhibit high polymerization activity by having a lone pair of electrons that can act as a Lewis base in the tetrahydroindenyl ligand structure. The Nyl ligand can easily adjust the molecular weight of the polyolefin produced by, for example, controlling the degree of steric hindrance effect depending on the type of substituted functional group.
구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1은 수소, C1 내지 C20의 알킬기, C1 내지 C20의 알콕시기 및 C2 내지 C20의 알케닐기 중 어느 하나일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 화학식 1에서 R1 은 수소 또는 C1 내지 C20의 알킬기이고, R2 내지 R10는 각각 수소일 수 있다. 이러한 경우 상기 혼성 담지 촉매는 우수한 가공성을 가지는 폴리올레핀을 제공할 수 있다.Specifically, in Formula 1, R 1 may be any one of hydrogen, a C1 to C20 alkyl group, a C1 to C20 alkoxy group, and a C2 to C20 alkenyl group. More specifically, in Formula 1, R 1 may be hydrogen or a C1 to C20 alkyl group, and R 2 to R 10 may each be hydrogen. In this case, the hybrid supported catalyst can provide polyolefin with excellent processability.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물의 구조 내에서 상기 사이클로펜타다이에닐 리간드와 테트라하이드로인데닐 리간드는 -Si(Q1)(Q2)-에 의하여 가교되어 우수한 안정성을 나타낼 수 있다. 이러한 효과를 더욱 효과적으로 담보하기 위하여 Q1 및 Q2가 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기 또는 C6 내지 C20의 아릴기 중 어느 하나일 수 있다. 보다 구체적으로, Q1 및 Q2가 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 페닐기, 및 벤질기 중 어느 하나인 메탈로센 화합물을 사용할 수 있다. In addition, within the structure of the metallocene compound represented by Formula 1, the cyclopentadienyl ligand and the tetrahydroindenyl ligand are cross-linked by -Si(Q 1 )(Q 2 )-, thereby showing excellent stability. there is. To ensure this effect more effectively, Q 1 and Q 2 may each independently be either a C1 to C20 alkyl group or a C6 to C20 aryl group. More specifically, a metallocene compound in which Q 1 and Q 2 are each independently any one of a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, a phenyl group, and a benzyl group. can be used.
상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물의 구조 내에서 상기 사이클로펜타다이에닐 리간드와 테트라하이드로인데닐 리간드 사이에 존재하는 M1(X1)(X2)는 금속 착물의 보관 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 효과를 더욱 효과적으로 담보하기 위하여 X1 및 X2가 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기 및 C1 내지 C20의 알콕시기 중 어느 하나일 수 있다. 보다 구체적으로 X1 및 X2가 각각 독립적으로 F, Cl, Br 또는 I일 수 있으며, M1은 Ti, Zr 또는 Hf이거나; Zr 또는 Hf이거나; 혹은 Zr일 수 있다.In the structure of the metallocene compound represented by Formula 1, M 1 ( It can go crazy. In order to more effectively ensure this effect, X 1 and X 2 may each independently be any one of halogen, C1 to C20 alkyl group, and C1 to C20 alkoxy group. More specifically, X 1 and X 2 may each independently be F, Cl, Br, or I, and M 1 may be Ti, Zr, or Hf; is Zr or Hf; Or it could be Zr.
하나의 예시로 보다 증가된 낙하 충격 강도와 많은 단쇄 분지 함량을 나타내며 우수한 블로운 필름 가공성을 가지는 폴리올레핀을 제공할 수 있는 제 1 메탈로센 화합물로서, 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물은 하기 구조식들로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.As an example, as a first metallocene compound that can provide a polyolefin with increased drop impact strength, a large content of short chain branches, and excellent blown film processability, the metallocene compound of Formula 1 has the following structural formulas: It may be a compound represented by , but is not limited thereto.
, ,,, , , , ,
, , , , , ,
상기 화학식 1로 표시되는 제 1 메탈로센 화합물은 공지의 반응들을 응용하여 합성될 수 있다. 구체적으로는, 테트라하이드로인데닐 유도체와 사이클로펜타디엔 유도체를 브릿지 화합물로 연결하여 리간드 화합물을 제조한 다음, 금속 전구체 화합물을 투입하여 메탈레이션(metallation)을 수행함으로써 제조될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 보다 상세한 합성 방법은 실시예를 참고할 수 있다.The first metallocene compound represented by Formula 1 can be synthesized by applying known reactions. Specifically, it can be prepared by connecting a tetrahydroindenyl derivative and a cyclopentadiene derivative with a bridge compound to prepare a ligand compound, and then adding a metal precursor compound to perform metallation, but it is not limited to this. , For more detailed synthesis methods, please refer to the examples.
한편, 발명의 일 구현예에 따른 혼성 담지 촉매에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 메탈로센 화합물은 서로 다른 리간드로 사이클로펜타다이에닐 리간드와 특정 위치에 치환기(R20 및 R24)를 갖는 인데닐 리간드를 포함하며, 상기 서로 다른 리간드는 -Si(Q3)(Q4)-에 의하여 가교되어 있고, 상기 서로 다른 리간드 사이에 M2(X3)(X4)가 존재하는 구조를 가진다. 이러한 특정 구조를 가지는 메탈로센 화합물을 적절한 방법으로 활성화시켜 올레핀의 중합 반응에 촉매로 이용하면, 장쇄 분지의 생성이 가능하다. 이와 같이, 화학식 2의 인덴 유도체의 특정한 위치에 치환기(R20 및 R24)를 도입함으로써, 비치환된 인덴 화합물이나, 다른 위치에 치환된 인덴 화합물을 포함하는 메탈로센 화합물에 비하여, 중합 활성이 높은 특성을 가질 수 있다.Meanwhile, in the hybrid supported catalyst according to one embodiment of the invention, the metallocene compound represented by Formula 2 has a cyclopentadienyl ligand as a different ligand and a substituent (R 20 and R 24 ) at a specific position. It contains an indenyl ligand, and the different ligands are cross-linked by -Si(Q 3 )(Q 4 )-, and a structure in which M 2 (X 3 )(X 4 ) exists between the different ligands have If a metallocene compound having such a specific structure is activated by an appropriate method and used as a catalyst for the polymerization reaction of olefins, long-chain branches can be created. In this way, by introducing substituents (R 20 and R 24 ) at specific positions of the indene derivative of Formula 2, compared to an unsubstituted indene compound or a metallocene compound containing an indene compound substituted at another position, polymerization activity It can have these high characteristics.
특히, 상기 화학식 2로 표시되는 제 2 메탈로센 화합물의 경우, 단독 중합 시 분자량이 15~55만 정도의 분자량을 가지며 SCB를 갖는 특성이 있어 혼성 촉매에 적용 시 좁은 분자량 분포를 가지면서도 가공성을 향상시킬 수 있는 특성이 있다.In particular, in the case of the second metallocene compound represented by Formula 2, when polymerized alone, it has a molecular weight of about 150,000 to 550,000 and has the characteristic of having SCB, so when applied to a hybrid catalyst, it has a narrow molecular weight distribution and improves processability. There are characteristics that can be improved.
구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 메탈로센 화합물의 구조 내에서 사이클로펜타다이에닐 리간드는, 예를 들면, 올레핀 중합 활성에 영향을 미칠 수 있다. Specifically, the cyclopentadienyl ligand in the structure of the metallocene compound represented by Formula 2 may, for example, affect olefin polymerization activity.
특히, 상기 사이클로펜타다이에닐 리간드의 R25 내지 R28은 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, 또는 C6 내지 C20의 아릴기 중 어느 하나일 경우 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물로부터 얻어진 촉매는 올레핀 중합 공정에서 보다 높은 활성을 나타낼 수 있으며, R25 및 R28은 각각 수소이고, R26 및 R27는 각각 독립적으로 수소, C1 내지 C20의 알킬기, 또는 C2 내지 C20의 알콕시알킬기일 경우, 상기 혼성 담지 촉매는 올레핀 단량체의 중합 공정에서 매우 높은 활성을 나타낼 수 있다.In particular, when R 25 to R 28 of the cyclopentadienyl ligand are each independently hydrogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkoxyalkyl group, or a C6 to C20 aryl group, Catalysts obtained from metallocene compounds can exhibit higher activity in the olefin polymerization process, and R 25 and R 28 are each hydrogen, and R 26 and R 27 are each independently hydrogen, an alkyl group of C1 to C20, or a C2 to In the case of a C20 alkoxyalkyl group, the hybrid supported catalyst can exhibit very high activity in the polymerization process of olefin monomers.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 메탈로센 화합물의 구조 내에서 인데닐 리간드는, 예를 들면, 치환된 작용기의 종류에 따라 입체 장애 효과의 정도를 조절하여 제조되는 폴리올레핀의 분자량을 용이하게 조절할 수 있다. In addition, in the structure of the metallocene compound represented by Formula 2, the indenyl ligand can easily control the molecular weight of the polyolefin produced by, for example, controlling the degree of steric hindrance effect depending on the type of substituted functional group. there is.
구체적으로, 상기 인데닐기의 4번 위치에는 페닐기가 치환되어 있으며, 상기 페닐기의 파라 위치가 되는 R20은 C1 내지 C20의 알킬기일 수 있으며, 또한 상기 인데닐기의 6번 위치의 치환기 R24 또한 C1 내지 C20의 알킬기일를 갖는 것이 분자량을 상승시키는 측면에서 바람직하다. 특히, R20 및 R24는 각각 독립적으로 C1 내지 C4의 알킬기일 수 있고, R20은 바람직하게는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기 등이 될 수 있고, R24는 바람직하게는 t-부틸기가 될 수 있다. 이러한 경우 상기 혼성 담지 촉매는 우수한 공중합성을 가지는 폴리올레핀을 제공할 수 있다.Specifically, the 4th position of the indenyl group is substituted with a phenyl group, and R 20 , which is the para position of the phenyl group, may be an alkyl group of C1 to C20, and the substituent R 24 at the 6th position of the indenyl group is also C1. It is preferable to have an alkyl group of from C20 to C20 in terms of increasing the molecular weight. In particular, R 20 and R 24 may each independently be a C1 to C4 alkyl group, R 20 may preferably be a methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, etc., and R 24 may preferably be an alkyl group of C1 to C4. may be a t-butyl group. In this case, the hybrid supported catalyst can provide polyolefin with excellent copolymerization properties.
상기 인데닐기의 나머지 치환기 R15 내지 R19 및 R21 내지 R23은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C1 내지 C20의 할로알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 실릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기일 수 있다. The remaining substituents R 15 to R 19 and R 21 to R 23 of the indenyl group are each independently hydrogen, halogen, C1 to C20 alkyl group, C1 to C20 haloalkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C2 to C20 alkoxy Alkyl group, C1 to C20 alkylsilyl group, C1 to C20 silylalkyl group, C1 to C20 alkoxysilyl group, C1 to C20 alkoxy group, C6 to C20 aryl group, C7 to C20 alkylaryl group, or C7 to C20 alkoxy group. It may be a C20 arylalkyl group.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 메탈로센 화합물의 구조 내에서 상기 사이클로펜타다이에닐 리간드와 인데닐 리간드는 -Si(Q3)(Q4)-에 의하여 가교되어 우수한 안정성을 나타낼 수 있다. 이러한 효과를 더욱 효과적으로 담보하기 위하여 Q3 및 Q4 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기 또는 C2 내지 C20의 알콕시알킬기 중 어느 하나일 수 있다. 보다 구체적으로, Q3 및 Q4가 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 메톡시메틸기, 메톡시에틸기, 에톡시메틸기, iso-프로폭시메틸기, iso-프로폭시에틸기, iso-프로폭시헥실기, tert-부톡시메틸기, tert-부톡시에틸기, tert-부톡시헥실기 중 어느 하나인 메탈로센 화합물을 사용할 수 있다. Additionally, within the structure of the metallocene compound represented by Formula 2, the cyclopentadienyl ligand and the indenyl ligand are cross-linked by -Si(Q 3 )(Q 4 )-, thereby showing excellent stability. In order to more effectively ensure this effect, Q 3 and Q 4 may each independently be either a C1 to C20 alkyl group or a C2 to C20 alkoxyalkyl group. More specifically, Q 3 and Q 4 are each independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, methoxymethyl group, methoxyethyl group, ethoxymethyl group, iso -A metallocene compound that is any one of propoxymethyl group, iso-propoxyethyl group, iso-propoxyhexyl group, tert-butoxymethyl group, tert-butoxyethyl group, and tert-butoxyhexyl group can be used.
특히, 상기 화학식 2로 표시되는 메탈로센 화합물은 사이클로펜타디엔(Cp)의 치환기 또는 -Si(Q3)(Q4)-실릴기 중 어느 하나 이상은 C2 내지 C20의 알콕시알킬기가 될 수 있고, iso-프로폭시에틸기, iso-프로폭시헥실기, tert-부톡시에틸기, tert-부톡시헥실기 등이 더욱 바람직하다. In particular, in the metallocene compound represented by Formula 2, at least one of the substituents of cyclopentadiene (Cp) or -Si(Q 3 )(Q 4 )-silyl group may be a C2 to C20 alkoxyalkyl group, , iso-propoxyethyl group, iso-propoxyhexyl group, tert-butoxyethyl group, tert-butoxyhexyl group, etc. are more preferable.
이는 상기 C2 내지 C20의 알콕시알킬기가 1-부텐(1-butene), 또는 1-헥센(1-hexene)과 같은 알파 올레핀 공단량체의 공중합성에 영향을 미칠 수 있는데, 상기 알콕시알킬기가 C4 이하의 짧은 알킬기 체인을 갖는 경우, 전체 중합 활성은 유지하면서 알파 올레핀 공단량체에 대한 공중합성(comonomer incorporation)이 낮아져 다른 물성의 저하 없이 공중합도가 조절된 폴리올레핀을 제조할 수 있기 때문이다.This is because the C2 to C20 alkoxyalkyl group may affect the copolymerization of alpha olefin comonomers such as 1-butene or 1-hexene, where the alkoxyalkyl group is C4 or lower. This is because, in the case of having a short alkyl group chain, comonomer incorporation with respect to alpha olefin comonomer is lowered while maintaining overall polymerization activity, making it possible to produce polyolefin with a controlled degree of copolymerization without deterioration of other physical properties.
또한, 상기 화학식 2로 표시되는 메탈로센 화합물의 구조 내에서 상기 사이클로펜타다이에닐 리간드와 테트라하이드로인데닐 리간드 사이에 존재하는 M2(X3)(X4)는 금속 착물의 보관 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 효과를 더욱 효과적으로 담보하기 위하여 X3 및 X4가 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기 및 C1 내지 C20의 알콕시기 중 어느 하나일 수 있다. 보다 구체적으로 X3 및 X4가 각각 독립적으로 F, Cl, Br 또는 I일 수 있으며, M2는 Ti, Zr 또는 Hf이거나; Zr 또는 Hf이거나; 혹은 Zr일 수 있다.In addition , in the structure of the metallocene compound represented by Formula 2, M 2 ( It can have an impact. In order to ensure this effect more effectively, X 3 and X 4 may each independently be any one of halogen, C1 to C20 alkyl group, and C1 to C20 alkoxy group. More specifically, X 3 and X 4 may each independently be F, Cl, Br or I, and M 2 may be Ti, Zr or Hf; is Zr or Hf; Or it could be Zr.
한편, 상기 화학식 2로 표시되는 제 2 메탈로센 화합물의 구체적인 예로, 하기 구조식들로 표시되는 화합물을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, specific examples of the second metallocene compound represented by Formula 2 include compounds represented by the following structural formulas, but the present invention is not limited thereto.
, , , ,
, ,
이와 같이, 상기 일 구현예의 혼성 담지 메탈로센 촉매는 상기 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물을 포함하여, 가공성이 우수할 뿐만 아니라 물성, 특히 낙하 충격 강도 등이 우수한 폴리올레핀을 제조할 수 있다.In this way, the hybrid supported metallocene catalyst of one embodiment includes the first and second metallocene compounds, and can produce polyolefin that not only has excellent processability but also excellent physical properties, especially drop impact strength.
특히, 상기 제 1 메탈로센 화합물 및 제 2 메탈로센 화합물의 혼합 몰 비는 약 1:1 내지 10:1이고, 바람직하게는 약 1.2:1 내지 7.5:1이고, 보다 바람직하게는 1.5:1 내지 7.0:1 혹은 1.8:1 내지 6.5:1일 수 있다. 상기 제 1 메탈로센 화합물 및 제 2 메탈로센 화합물의 혼합 몰 비는 분자량과 SCB, LCB의 양을 조절하여 물성과 가공성을 모두 만족하기 위하여 물성 조절 측면에서 1:1 이상이 될 수 있고, 가공성 확보 측면에서 10:1 이하가 될 수 있다. In particular, the mixing molar ratio of the first metallocene compound and the second metallocene compound is about 1:1 to 10:1, preferably about 1.2:1 to 7.5:1, and more preferably 1.5: It may be 1 to 7.0:1 or 1.8:1 to 6.5:1. The mixing molar ratio of the first metallocene compound and the second metallocene compound may be 1:1 or more in terms of controlling physical properties to satisfy both physical properties and processability by adjusting the molecular weight and the amount of SCB and LCB, In terms of ensuring processability, it can be 10:1 or less.
한편, 상기 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물은 상술한 구조적 특징을 가져 담체에 안정적으로 담지될 수 있다. Meanwhile, the first and second metallocene compounds have the above-mentioned structural characteristics and can be stably supported on a carrier.
상기 담체로는 표면에 하이드록시기 또는 실록산기를 함유하는 담체를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 담체로는 고온에서 건조하여 표면에 수분을 제거함으로써 반응성이 큰 하이드록시기 또는 실록산기를 함유하는 담체를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 담체로는 실리카, 알루미나, 마그네시아 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있으며, 이 중에서도 실리카가 보다 바람직할 수 있다. 상기 담체는 고온에서 건조된 것일 수 있고, 예컨대, 고온에서 건조된 실리카, 실리카-알루미나, 및 실리카-마그네시아 등이 사용될 수 있고, 이들은 통상적으로 Na2O, K2CO3, BaSO4 및 Mg(NO3)2 등의 산화물, 탄산염, 황산염, 질산염 성분을 포함할 수 있다.As the carrier, a carrier containing a hydroxy group or a siloxane group on the surface can be used. Specifically, the carrier may be a carrier containing a highly reactive hydroxy group or siloxane group by drying at high temperature to remove moisture from the surface. More specifically, the carrier may be silica, alumina, magnesia, or a mixture thereof, and among these, silica may be more preferable. The carrier may be dried at high temperature, for example, silica, silica-alumina, and silica-magnesia dried at high temperature may be used, and these are typically Na 2 O, K 2 CO 3 , BaSO 4 and Mg ( It may contain oxides such as NO 3 ) 2 , carbonate, sulfate, and nitrate.
상기 담체의 건조 온도는 약 200 내지 800 ℃가 바람직하고, 약 300 내지 600 ℃가 더욱 바람직하며, 약 300 내지 400 ℃가 가장 바람직하다. 상기 담체의 건조 온도가 약 200 ℃ 미만인 경우 수분이 너무 많아서 표면의 수분과 조촉매가 반응하게 되고, 약 800 ℃를 초과하는 경우에는 담체 표면의 기공들이 합쳐지면서 표면적이 줄어들며, 또한 표면에 하이드록시기가 많이 없어지고 실록산기만 남게 되어 조촉매와의 반응자리가 감소하기 때문에 바람직하지 않다.The drying temperature of the carrier is preferably about 200 to 800°C, more preferably about 300 to 600°C, and most preferably about 300 to 400°C. If the drying temperature of the carrier is less than about 200°C, there is too much moisture, so the moisture on the surface reacts with the cocatalyst. If it exceeds about 800°C, the pores on the surface of the carrier merge and the surface area decreases, and hydroxyl residues form on the surface. This is undesirable because a lot of groups are lost and only siloxane groups remain, which reduces the number of reaction sites with the cocatalyst.
상기 담체 표면의 하이드록시기 양은 약 0.1 내지 10 mmol/g이 바람직하며, 약 0.5 내지 5 mmol/g일 때 더욱 바람직하다. 상기 담체 표면에 있는 하이드록시기의 양은 담체의 제조방법 및 조건 또는 건조 조건, 예컨대 온도, 시간, 진공 또는 스프레이 건조 등에 의해 조절할 수 있다.The amount of hydroxyl groups on the surface of the carrier is preferably about 0.1 to 10 mmol/g, and more preferably about 0.5 to 5 mmol/g. The amount of hydroxy groups on the surface of the carrier can be adjusted by the preparation method and conditions of the carrier or drying conditions such as temperature, time, vacuum or spray drying.
상기 하이드록시기의 양이 약 0.1 mmol/g 미만이면 조촉매와의 반응자리가 적고, 약 10 mmol/g을 초과하면 담체 입자 표면에 존재하는 하이드록시기 이외에 수분에서 기인한 것일 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.If the amount of the hydroxy group is less than about 0.1 mmol/g, there are few reaction sites with the cocatalyst, and if it exceeds about 10 mmol/g, it may be caused by moisture other than the hydroxy group present on the surface of the carrier particle. Not desirable.
또한, 상기 일 구현예의 혼성 담지 메탈로센 촉매에 있어서, 상기 메탈로센 화합물을 활성화하기 위하여 담체에 함께 담지되는 조촉매로는 13족 금속을 포함하는 유기 금속 화합물로서, 일반적인 메탈로센 촉매 하에 올레핀을 중합할 때 사용될 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다. In addition, in the hybrid supported metallocene catalyst of the above embodiment, the cocatalyst supported on the carrier to activate the metallocene compound is an organometallic compound containing a Group 13 metal, which can be used under a general metallocene catalyst. There is no particular limitation as long as it can be used when polymerizing olefin.
구체적으로, 상기 조촉매 화합물은 하기 화학식 3의 알루미늄 함유 제 1 조촉매, 및 하기 화학식 4의 보레이트계 제 2 조촉매 중 하나 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the cocatalyst compound may include at least one of an aluminum-containing first cocatalyst of Formula 3 below and a borate-based second cocatalyst of Formula 4 below.
[화학식 3][Formula 3]
Ra-[Al(Rb)-O]n-Rc R a -[Al(R b )-O] n -R c
상기 화학식 3에서, In Formula 3 above,
Ra, Rb, 및 Rc는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 하이드로카빌기, 또는 할로겐으로 치환된 C1 내지 C20의 하이드로카빌기이고;R a , R b , and R c are the same or different from each other, and are each independently hydrogen, halogen, a C1 to C20 hydrocarbyl group, or a C1 to C20 hydrocarbyl group substituted with halogen;
n은 2 이상의 정수이며;n is an integer greater than or equal to 2;
[화학식 4][Formula 4]
T+[BG4]- T + [BG 4 ] -
화학식 4에서, T+은 +1가의 다원자 이온이고, B는 +3 산화 상태의 붕소이고, G는 각각 독립적으로 하이드라이드기, 디알킬아미도기, 할라이드기, 알콕사이드기, 아릴옥사이드기, 하이드로카빌기, 할로카빌기 및 할로-치환된 하이드로카빌기로 이루어진 군에서 선택되고, 상기 G는 20개 이하의 탄소를 가지나, 단 하나 이하의 위치에서 G는 할라이드기이다.In Formula 4, T + is a +1-valent polyatomic ion, B is boron in the +3 oxidation state, and G is each independently a hydride group, a dialkylamido group, a halide group, an alkoxide group, an aryloxide group, and a hydro group. is selected from the group consisting of a carbyl group, a halocarbyl group and a halo-substituted hydrocarbyl group, wherein G has up to 20 carbons, but at no more than one position G is a halide group.
상기 화학식 3의 제 1 조촉매는 선형, 원형 또는 망상형으로 반복단위가 결합된 알킬알루미녹산계 화합물로 될 수 있고, 이러한 제 1 조촉매의 구체적인 예로는, 메틸알루미녹산(MAO), 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산 또는 부틸알루미녹산 등을 들 수 있다. The first cocatalyst of Formula 3 may be an alkylaluminoxane-based compound in which repeating units are bonded in a linear, circular, or network form. Specific examples of such first cocatalyst include methylaluminoxane (MAO), ethyl aluminoxane, Examples include oxalic acid, isobutyl aluminoxane, or butyl aluminoxane.
또한, 상기 화학식 4의 제 2 조촉매는 삼치환된 암모늄염, 또는 디알킬 암모늄염, 삼치환된 포스포늄염 형태의 보레이트계 화합물로 될 수 있다. 이러한 제 2 조촉매의 구체적인 예로는, 트리메탈암모늄 테트라페닐보레이트, 메틸디옥타데실암모늄 테트라페닐보레이트, 트리에틸암모늄 테트라페닐보레이트, 트리프로필암모늄 테트라페닐보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라페닐보레이트, 메틸테트라데사이클로옥타데실암모늄 테트라페닐보레이트, N,N-디메틸아닐늄 테트라페닐보레이트, N,N-디에틸아닐늄 테트라페닐보레이트, N,N-디메틸(2,4,6-트리메틸아닐늄)테트라페닐보레이트, 트리메틸암모늄 테트라키스(펜타플로오로페닐)보레이트, 메틸디테트라데실암모늄 테트라키스(펜타페닐)보레이트, 메틸디옥타데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리에틸암모늄, 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리프로필암모늄테트라키스(펜타프루오로페닐)보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리(2급-부틸)암모늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸(2,4,6-트리메틸아닐늄)테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리메틸암모늄테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리에틸암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리프로필암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라키스(2,3,4,6-,테트라플루오로페닐)보레이트, 디메틸(t-부틸)암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트 또는 N,N-디메틸-(2,4,6-트리메틸아닐늄)테트라키스-(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트 등의 삼치환된 암모늄염 형태의 보레이트계 화합물; 디옥타데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 디테트라데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 또는 디사이클로헥실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등의 디알킬암모늄염 형태의 보레이트계 화합물; 또는 트리페닐포스포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 메틸디옥타데실포스포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 또는 트리(2,6-, 디메틸페닐)포스포늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등의 삼치환된 포스포늄염 형태의 보레이트계 화합물 등을 들 수 있다.Additionally, the second cocatalyst of Formula 4 may be a borate-based compound in the form of a trisubstituted ammonium salt, dialkyl ammonium salt, or trisubstituted phosphonium salt. Specific examples of such second cocatalysts include trimetlammonium tetraphenylborate, methyldioctadecylammonium tetraphenylborate, triethylammonium tetraphenylborate, tripropylammonium tetraphenylborate, and tri(n-butyl)ammonium tetraphenylborate. , Methyltetradecyclooctadecylammonium tetraphenylborate, N,N-dimethylaninium tetraphenylborate, N,N-diethylanilium tetraphenylborate, N,N-dimethyl (2,4,6-trimethylaninium ) Tetraphenylborate, trimethylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, methylditetradecylammonium tetrakis(pentaphenyl)borate, methyldioctadecylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, triethylammonium, tetra Kiss(pentafluorophenyl)borate, Tripropylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, Tri(n-butyl)ammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, Tri(sec-butyl)ammonium tetrakis (pentafluorophenyl)borate, N,N-dimethylaninium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-diethylanylniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-dimethyl(2 , 4,6-trimethylaninium) tetrakis (pentafluorophenyl) borate, trimethylammonium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) borate, triethylammonium tetrakis (2,3,4 ,6-tetrafluorophenyl)borate, tripropylammonium tetrakis(2,3,4,6-tetrafluorophenyl)borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(2,3,4,6-, Tetrafluorophenyl)borate, dimethyl(t-butyl)ammonium tetrakis(2,3,4,6-tetrafluorophenyl)borate, N,N-dimethylaninium tetrakis(2,3,4,6- tetrafluorophenyl)borate, N,N-diethylanilium tetrakis(2,3,4,6-tetrafluorophenyl)borate or N,N-dimethyl-(2,4,6-trimethylaninium) Borate-based compounds in the form of trisubstituted ammonium salts such as tetrakis-(2,3,4,6-tetrafluorophenyl)borate; Borates in the form of dialkylammonium salts such as dioctadecylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, ditetradecylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, or dicyclohexylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate. compound; or triphenylphosphonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, methyldioctadecylphosphonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, or tri(2,6-, dimethylphenyl)phosphonium tetrakis(pentafluorophenyl) ) Borate-based compounds in the form of trisubstituted phosphonium salts such as borate.
상기 일 구현예의 혼성 담지 메탈로센 촉매에 있어서, 제 1 메탈로센 화합물 및 제 2 메탈로센 화합물에 포함되는 전체 전이금속 대 담체의 질량비는 1:10 내지 1:1000일 수 있다. 상기 질량비로 담체 및 메탈로센 화합물을 포함할 때, 최적의 형상을 나타낼 수 있다. In the hybrid supported metallocene catalyst of the above embodiment, the mass ratio of the total transition metals included in the first metallocene compound and the second metallocene compound to the carrier may be 1:10 to 1:1000. When the carrier and metallocene compound are included in the above mass ratio, the optimal shape can be exhibited.
또한, 조촉매 화합물 대 담체의 질량비는 1:1 내지 1:100일 수 있다. 상기 질량비로 조촉매 및 담체를 포함할 때, 활성 및 고분자 미세구조를 최적화할 수 있다. Additionally, the mass ratio of co-catalyst compound to carrier may be 1:1 to 1:100. When the cocatalyst and carrier are included in the above mass ratio, the activity and polymer microstructure can be optimized.
상기 일 구현예의 혼성 담지 메탈로센 촉매는 그 자체로서 올레핀계 단량체의 중합에 사용될 수 있다. 또한, 상기 혼성 담지 메탈로센 촉매는 올레핀계 단량체와 접촉 반응되어 예비 중합된 촉매로 제조하여 사용할 수도 있으며, 예컨대 촉매를 별도로 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐 등과 같은 올레핀계 단량체와 접촉시켜 예비 중합된 촉매로 제조하여 사용할 수도 있다.The hybrid supported metallocene catalyst of one embodiment can be used as such for polymerization of olefin-based monomers. In addition, the hybrid supported metallocene catalyst may be prepared and used as a catalyst prepolymerized by contact reaction with an olefinic monomer. For example, the catalyst may be separately prepared with olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, etc. It can also be prepared and used as a catalyst prepolymerized by contact with a monomer.
한편, 상기 일 구현예의 혼성 담지 메탈로센 촉매는, 담체에 조촉매를 담지시키는 단계; 상기 조촉매가 담지된 담체에 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물을 담지시키는 단계; 를 포함하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.Meanwhile, the hybrid supported metallocene catalyst of one embodiment includes the steps of supporting a cocatalyst on a carrier; Supporting the first and second metallocene compounds on a carrier carrying the cocatalyst; It can be manufactured by a manufacturing method comprising.
이 때, 상기 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물은 1종씩 순차적으로 담지시킬 수도 있고, 2종을 함께 담지시킬 수도 있다. 이 때, 담지 순서에는 제한이 없으나, 형상(morphology)이 상대적으로 좋지 못한 제 2 메탈로센 촉매를 우선 담지함으로써 상기 혼성 담지 메탈로센 촉매의 형상을 개선할 수 있으며, 이에 따라 제 2 메탈로센 촉매을 담지한 이후에 제 1 메탈로센 촉매를 순서대로 담지할 수 있다.At this time, the first and second metallocene compounds may be sequentially supported one by one, or two types may be supported together. At this time, there is no limit to the loading order, but the shape of the hybrid supported metallocene catalyst can be improved by first supporting the second metallocene catalyst with a relatively poor morphology, and thus the second metal After supporting the strong catalyst, the first metallocene catalyst can be supported in that order.
상기 방법에서, 담지 조건은 특별히 한정되지 않고 이 분야의 당업자들에게 잘 알려진 범위에서 수행할 수 있다. 예를 들면, 고온 담지 및 저온 담지를 적절히 이용하여 진행할 수 있고, 예를 들어, 담지 온도는 약 -30 ℃ 내지 150 ℃의 범위에서 가능하고, 바람직하게는 상온(약 25 ℃) 내지 약 100 ℃, 더욱 바람직하게는 상온 내지 약 80 ℃이다. 담지 시간은 담지하고자 하는 메탈로센 화합물의 양에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 반응시킨 담지 촉매는 반응 용매를 여과하거나 감압 증류시켜 제거하여 그대로 사용할 수 있고, 필요하면 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소로 속실렛 필터하여 사용할 수 있다.In the above method, the loading conditions are not particularly limited and can be performed within a range well known to those skilled in the art. For example, high-temperature loading and low-temperature loading can be appropriately used. For example, the loading temperature can be in the range of about -30 ℃ to 150 ℃, preferably room temperature (about 25 ℃) to about 100 ℃. , more preferably from room temperature to about 80°C. The loading time can be appropriately adjusted depending on the amount of metallocene compound to be loaded. The reacted supported catalyst can be used as is by removing the reaction solvent by filtration or distillation under reduced pressure. If necessary, it can be used after Soxhlet filtering with an aromatic hydrocarbon such as toluene.
그리고, 상기 담지 촉매의 제조는 용매 또는 무용매 하에 수행될 수 있다. 용매가 사용될 경우, 사용 가능한 용매로는 헥산 또는 펜탄과 같은 지방족 탄화 수소 용매, 톨루엔 또는 벤젠과 같은 방향족 탄화 수소 용매, 디클로로메탄과 같은 염소 원자로 치환된 탄화수소 용매, 디에틸에테르 또는 THF와 같은 에테르계 용매, 아세톤, 에틸아세테이트 등의 대부분 유기 용매를 들 수 있고, 헥산, 헵탄, 톨루엔, 또는 디클로로메탄이 바람직하다.In addition, the preparation of the supported catalyst may be performed under a solvent or without a solvent. When a solvent is used, usable solvents include aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane or pentane, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene or benzene, hydrocarbon solvents substituted with chlorine atoms such as dichloromethane, and ether-based solvents such as diethyl ether or THF. Solvents include most organic solvents such as acetone and ethyl acetate, and hexane, heptane, toluene, or dichloromethane are preferred.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 혼성 담지 메탈로센 촉매의 존재 하에, 올레핀 단량체를 중합 반응시키는 단계를 포함하는 폴리올레핀의 제조 방법이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the invention, a method for producing polyolefin including the step of polymerizing an olefin monomer in the presence of the hybrid supported metallocene catalyst can be provided.
그리고, 상기 올레핀 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-에이코센, 노보넨, 노보나디엔, 에틸리덴노보덴, 페닐노보덴, 비닐노보덴, 디사이클로펜타디엔, 1,4-부타디엔, 1,5-펜타디엔, 1,6-헥사디엔, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 디비닐벤젠 및 3-클로로메틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. And, the olefin monomer is ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodene cen, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-eicocene, norbornene, norbonadiene, ethylidene nobodene, phenylnobodene, vinylnobodene, dicyclopentadiene, 1,4-butadiene, 1, It may be one or more selected from the group consisting of 5-pentadiene, 1,6-hexadiene, styrene, alpha-methylstyrene, divinylbenzene, and 3-chloromethylstyrene.
상기 올레핀 단량체의 중합 반응을 위하여, 연속식 용액 중합 공정, 벌크 중합 공정, 현탁 중합 공정, 슬러리 중합 공정 또는 유화 중합 공정 등 올레핀 단량체의 중합 반응으로 알려진 다양한 중합 공정이 채용될 수 있다. 이러한 중합 반응은 약 25 내지 500 ℃, 또는 약 25 내지 200 ℃, 또는 약 50 내지 150 ℃의 온도와, 약 1 내지 100 bar 또는 약 10 내지 80 bar의 압력 하에서 수행될 수 있다.For the polymerization reaction of the olefin monomer, various polymerization processes known as the polymerization reaction of the olefin monomer may be employed, such as a continuous solution polymerization process, bulk polymerization process, suspension polymerization process, slurry polymerization process, or emulsion polymerization process. This polymerization reaction may be carried out at a temperature of about 25 to 500 °C, or about 25 to 200 °C, or about 50 to 150 °C, and a pressure of about 1 to 100 bar, or about 10 to 80 bar.
또한, 상기 중합 반응에서, 상기 혼성 담지 메탈로센 촉매는 펜탄, 헥산, 헵탄, 노난, 데칸, 톨루엔, 벤젠, 디클로로메탄, 클로로벤젠 등과 같은 용매에 용해 또는 희석된 상태로 이용될 수 있다. 이때, 상기 용매를 소량의 알킬알루미늄 등으로 처리함으로써, 촉매에 악영향을 줄 수 있는 소량의 물 또는 공기 등을 미리 제거할 수 있다. Additionally, in the polymerization reaction, the hybrid supported metallocene catalyst may be used dissolved or diluted in a solvent such as pentane, hexane, heptane, nonane, decane, toluene, benzene, dichloromethane, chlorobenzene, etc. At this time, by treating the solvent with a small amount of alkyl aluminum, etc., a small amount of water or air that may adversely affect the catalyst can be removed in advance.
그리고, 상기와 같은 방법으로 제조되는 폴리올레핀은 저밀도, 우수한 투명도와 함께 높은 낙하 충격 강도를 나타낼 수 있다.In addition, polyolefin manufactured by the above method can exhibit high drop impact strength along with low density and excellent transparency.
구체적으로, 상기 폴리올레핀은 밀도가 0.915 g/cm3 내지 0.930 g/cm3 이고, SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) 분석 시 길이가 20nm 이상인 ASL (Average Ethylene Sequence Length)을 갖는 사슬의 비율이 전체 사슬에 대하여 중량%로, 10% 내지 20%일 수 있다. Specifically, the polyolefin has a density of 0.915 g/cm 3 to 0.930 g/cm 3 , and when analyzing SSA (Successive Self-nucleation and Annealing), the proportion of chains with an ASL (Average Ethylene Sequence Length) of 20 nm or more in length is In weight percent relative to the chain, it may be 10% to 20%.
또한, 상기 폴리올레핀은 ASTM D1238 규격에 따라 190 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에서 측정된 용융 지수(MI2.16)가 0.5 내지 1.5 g/10min일 수 있다.In addition, the polyolefin may have a melt index (MI 2.16 ) of 0.5 to 1.5 g/10 min, measured at a temperature of 190° C. and a load of 2.16 kg according to the ASTM D1238 standard.
또한, 상기 폴리올레핀은 필름 제막기를 이용하여 폴리올레핀 필름(BUR 2.3, 필름 두께 55 내지 65㎛)을 제조한 후, ISO 13468에 의거하여 측정한 필름의 헤이즈(haze)가 12% 이하일 수 있다.In addition, the polyolefin may have a haze of 12% or less as measured according to ISO 13468 after producing a polyolefin film (BUR 2.3, film thickness 55 to 65 ㎛) using a film forming machine.
또한, 상기 폴리올레핀은 필름 제막기를 이용하여 폴리올레핀 필름(BUR 2.3, 필름 두께 55 내지 65㎛)을 제조한 후, ASTM D 1709 [Method A]에 따라 측정한 낙하 충격 강도가 850 g 이상일 수 있다. In addition, the polyolefin may have a drop impact strength of 850 g or more as measured according to ASTM D 1709 [Method A] after producing a polyolefin film (BUR 2.3, film thickness 55 to 65 ㎛) using a film forming machine.
또한, 상기한 폴리올레핀이, 예를 들어 에틸렌-알파 올레핀 공중합체, 바람직하게는 에틸렌과 1-부텐의 공중합체 또는 에틸렌-1-헥센 공중합체인 경우, 상기한 물성적 특징을 보다 적절히 충족할 수 있다.In addition, when the above-described polyolefin is, for example, an ethylene-alpha olefin copolymer, preferably a copolymer of ethylene and 1-butene or an ethylene-1-hexene copolymer, the above-mentioned physical properties can be more appropriately satisfied. .
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Below, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention. However, the following examples are provided only to make the present invention easier to understand, and the content of the present invention is not limited thereto.
<실시예><Example>
합성예 1: 제 1 메탈로센 화합물Synthesis Example 1: First metallocene compound
1-1 리간드 화합물의 제조1-1 Preparation of ligand compounds
테트라메틸사이클로펜타다이엔(TMCP)는 THF(0.4 M)에서 n-BuLi(1 당량)으로 Lithiation 후 필터하여 테트라메틸사이클로펜틸-Li 염(TMCP-Li salts) 로 사용하였다. 인덴(Indene)은 Hexane(0.5 M) n-BuLi(1 당량)으로 Lithiation하고 필터하여 인덴-Li염(Ind-Li salts)로 사용하였다. 250 mL 쉬링크 플라스크(Schlenk flask)에 Ar 하에서 테트라메틸사이클로펜틸-Li 염(TMCP-Li salts) 50 mmol, 테트라하이로퓨란(THF) 100 mL을 넣었다. -20 ℃에서 1 당량의 디클로로메틸페닐 실레인(dichloromethylphenyl) silane)를 첨가하였다. 약 6 시간 후 CuCN 3 mol%와 Ind-Li salts (50 mmol, MTBE 1M solution)을 -20 ℃에서 첨가하고 약 12 시간 반응시켰다. 물과 Hexane으로 유기층을 분리하여 리간드를 얻었다.Tetramethylcyclopentadiene (TMCP) was lithiated with n-BuLi (1 equivalent) in THF (0.4 M), filtered, and used as tetramethylcyclopentyl-Li salts (TMCP-Li salts). Indene was lithiated with hexane (0.5 M) n-BuLi (1 equivalent), filtered, and used as Ind-Li salts. 50 mmol of tetramethylcyclopentyl-Li salts (TMCP-Li salts) and 100 mL of tetrahydrofuran (THF) were added to a 250 mL Schlenk flask under Ar. 1 equivalent of dichloromethylphenyl silane was added at -20°C. After about 6 hours, 3 mol% of CuCN and Ind-Li salts (50 mmol, MTBE 1M solution) were added at -20°C and reacted for about 12 hours. The organic layer was separated with water and hexane to obtain the ligand.
1-2 메탈로센 화합물의 제조1-2 Preparation of metallocene compounds
건조된 250 mL Schlenk flask에 2-1에서 합성한 리간드 화합물 50 mmol를 넣어 Ar 하에서 MTBE 약 100 mL에 녹이고 -20 ℃에서 2 당량의 n-BuLi을 적가하였다. 약 16 시간 반응 후 ZrCl4(THF)2 (50 mmol, MTBE 1 M solution)에 리간드-Li 용액(solution)을 첨가하였다. 약 16 시간 반응 후 용매를 제거하고, 메틸렌클로라이드(MC)로 녹여 필터하여 LiCl를 제거하였다. Filtrate의 용매를 제거하고 MTBE 약 50 mL와 Hexane 약 100 mL을 넣어 약 2 시간 교반 후 filter하여 고체의 메탈로센 촉매 전구체를 얻었다.50 mmol of the ligand compound synthesized in 2-1 was added to a dried 250 mL Schlenk flask, dissolved in about 100 mL of MTBE under Ar, and 2 equivalents of n-BuLi was added dropwise at -20°C. After reaction for about 16 hours, the ligand-Li solution was added to ZrCl 4 (THF) 2 (50 mmol, MTBE 1 M solution). After reaction for about 16 hours, the solvent was removed, dissolved in methylene chloride (MC), and filtered to remove LiCl. The solvent of the filtrate was removed, approximately 50 mL of MTBE and approximately 100 mL of hexane were added, stirred for approximately 2 hours, and filtered to obtain a solid metallocene catalyst precursor.
고압 스테인레스스틸(sus) 반응기에 위에서 얻은 메탈로센 촉매 전구체(20 mmol)과 DCM 60 mL, Pd/C 촉매 5 mol%를 아르곤 분위기 하에서 투입하였다. 고압 반응기 내부의 아르곤을 수소로 3회 치환하고, 압력이 약 20 bar가 되도록 수소를 채웠다. 약 35 ℃에서 약 24 시간 동안 교반하면 반응이 완결되었다. 내부를 아르곤으로 치환한 후 아르곤 분위기하에서 schlenk flask로 DCM 용액을 이송하였다. 이 용액을 아르곤 하에서 celite를 통과시켜 Pd/C 촉매를 제거하고 용매를 건조시켜 입체이성질체가 다른 메탈로센 화합물(A, B form)을 1.3:1의 비율로 확보하였다.The metallocene catalyst precursor (20 mmol) obtained above, 60 mL of DCM, and 5 mol% of Pd/C catalyst were added to a high-pressure stainless steel (sus) reactor under argon atmosphere. Argon inside the high pressure reactor was replaced with hydrogen three times, and hydrogen was filled so that the pressure was about 20 bar. The reaction was completed after stirring at about 35°C for about 24 hours. After replacing the interior with argon, the DCM solution was transferred to a schlenk flask under argon atmosphere. This solution was passed through celite under argon to remove the Pd/C catalyst and the solvent was dried to obtain metallocene compounds (A and B forms) with different stereoisomers at a ratio of 1.3:1.
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ):
Form A: 0.88 (3H, s), 1.43-1.50 (1H, m), 1.52-1.57 (1H, m), 1.60 (3H, s), 1.62-1.68 (1H, m), 1.87-1.95 (1H, m), 1.95-2.00 (1H, m), 2.00 (3H, s), 2.06 (3H, s), 2.08 (3H, s), 2.41-2.47 (1H, m), 2.72-2.78 (1H, m), 3.04-3.10 (1H, m), 5.62 (1H, d), 6.73 (1H, d), 7.49 (3H, m), 7.87 (2H, m)Form A: 0.88 (3H, s), 1.43-1.50 (1H, m), 1.52-1.57 (1H, m), 1.60 (3H, s), 1.62-1.68 (1H, m), 1.87-1.95 (1H, m), 1.95-2.00 (1H, m), 2.00 (3H, s), 2.06 (3H, s), 2.08 (3H, s), 2.41-2.47 (1H, m), 2.72-2.78 (1H, m) , 3.04-3.10 (1H, m), 5.62 (1H, d), 6.73 (1H, d), 7.49 (3H, m), 7.87 (2H, m)
Form B: 0.99 (3H, s), 1.42 (3H, s), 1.60-1.67 (2H, m), 1.90-1.98 (1H, m), 1.95 (3H, s), 2.06 (3H, s), 2.06-2.10 (1H, m), 2.11 (3H, s), 2.44-2.49 (1H, m), 2.66-2.70 (1H, m), 2.74-2.79 (1H, m), 3.02-3.11 (1H, m), 5.53 (1H, d), 6.74 (1H, d), 7.48 (3H, m), 7.88 (2H, m).Form B: 0.99 (3H, s), 1.42 (3H, s), 1.60-1.67 (2H, m), 1.90-1.98 (1H, m), 1.95 (3H, s), 2.06 (3H, s), 2.06 -2.10 (1H, m), 2.11 (3H, s), 2.44-2.49 (1H, m), 2.66-2.70 (1H, m), 2.74-2.79 (1H, m), 3.02-3.11 (1H, m) , 5.53 (1H, d), 6.74 (1H, d), 7.48 (3H, m), 7.88 (2H, m).
합성예 2: 제 2 메탈로센 화합물Synthesis Example 2: Second metallocene compound
2-1 리간드 화합물의 제조2-1 Preparation of ligand compounds
건조된 250 mL schlenk flask에 11.618 g (40 mmol)의 4-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-isopropyl-1H-indene을 넣고 아르곤 하에서 100 mL의 THF를 주입하였다. diethylether solution을 0 ℃까지 냉각한 후 18.4 mL (46 mmol)의 2.5 M nBuLi hexane solution을 천천히 적가하였다. 반응 혼합물은 천천히 상온으로 올린 후 다음날까지 교반하였다. 다른 250 mL schlenk flask에 dichloromethyltethersilane 12.0586 g(40 mmol, 순도 90% 계산)과 Hexane 100 mL의 solution을 준비하여 이 Schlenk flask를 -30 ℃까지 냉각한 뒤, 여기에 Lithiated 된 solution을 적가하였다. 주입이 끝난 혼합물은 상온으로 천천히 올린 후 하루동안 교반시켰다. 다음날 NaCp in 2M THF 33.6 mL을 적가하여 하루 동안 교반한 후, Flask 내에 50 mL의 물을 넣어 quenching 하고 유기층을 분리하여 MgSO4로 drying하였다. 그 결과, 23.511 g (52.9 mmol)의 오일을 얻었다 (NMR 기준 purity / wt% = 92.97%. Mw =412.69).11.618 g (40 mmol) of 4-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-isopropyl-1H-indene was added to a dried 250 mL schlenk flask, and 100 mL of THF was injected under argon. After cooling the diethylether solution to 0°C, 18.4 mL (46 mmol) of 2.5 M nBuLi hexane solution was slowly added dropwise. The reaction mixture was slowly brought to room temperature and stirred until the next day. In another 250 mL Schlenk flask, a solution of 12.0586 g of dichloromethyltethersilane (40 mmol, calculated purity 90%) and 100 mL of hexane was prepared. This Schlenk flask was cooled to -30°C, and the lithiated solution was added dropwise thereto. The injected mixture was slowly raised to room temperature and stirred for a day. The next day, 33.6 mL of NaCp in 2M THF was added dropwise and stirred for a day. 50 mL of water was added to the flask for quenching, and the organic layer was separated and dried with MgSO 4 . As a result, 23.511 g (52.9 mmol) of oil was obtained (NMR-based purity / wt% = 92.97%. Mw = 412.69).
2-2 메탈로센 화합물의 제조2-2 Preparation of metallocene compounds
Oven에 건조한 250 mL schlenk flask에 리간드를 넣고 Toluene 80 mL와 MTBE 19 mL (160 mmol, 4 equiv.)에 녹인 다음, 2.1 당량의 nBuLi solution(84 mmol, 33.6 mL)을 가해 다음날까지 lithiation을 시켰다. Glove box 내에서 1 당량의 ZrCl4(THF)2를 취해 250 mL schlenk flask에 담고 Ether을 넣은 suspension을 준비하였다. 위 두 개의 flask 모두 -20 ℃까지 냉각시킨 후 ligand anion을 천천히 Zr suspension에 가하였다. 주입이 끝난 후, 반응 혼합물은 천천히 상온까지 상승시켰다. 이를 하루 동안 교반한 후, 혼합물 내의 MTBE를 바로 Schlenk Filter로 아르곤 하에서 여과하여 반응 후 생성된 LiCl를 제거하였다. 제거 한 후 남은 여액을 진공 감압을 통해 제거하고 소량의 Dichloromethane에 반응 용매 정도 volume의 pentane을 가하였다. 이 때 pentane을 가하는 이유는 합성된 촉매 전구체가 pentane에 대한 용해도가 떨어지기 때문에 결정화를 촉진시키기 때문이다. 이 slurry를 아르곤하에서 filter하여 위에 남은 filter cake 와 Filtrate 를 각각 NMR을 통하여 촉매합성 여부를 확인하고 glove box 내에서 계량하고 sampling하여 수율, 순도를 확인하였다 (Mw =715.04). The ligand was placed in a 250 mL schlenk flask dried in an oven, dissolved in 80 mL of toluene and 19 mL (160 mmol, 4 equiv.) of MTBE, and then 2.1 equivalents of nBuLi solution (84 mmol, 33.6 mL) was added and lithiation was performed until the next day. 1 equivalent of ZrCl 4 (THF) 2 was taken from the glove box, placed in a 250 mL schlenk flask, and a suspension was prepared with Ether added. After cooling both flasks to -20°C, the ligand anion was slowly added to the Zr suspension. After injection was completed, the reaction mixture was slowly raised to room temperature. After stirring for a day, the MTBE in the mixture was immediately filtered under argon using a Schlenk Filter to remove LiCl produced after the reaction. After removal, the remaining filtrate was removed through vacuum decompression, and a volume of pentane equivalent to the reaction solvent was added to a small amount of dichloromethane. The reason for adding pentane at this time is that the synthesized catalyst precursor has low solubility in pentane, thereby promoting crystallization. This slurry was filtered under argon, and the remaining filter cake and filtrate were checked for catalyst synthesis through NMR, respectively, and the yield and purity were confirmed by weighing and sampling in a glove box (Mw = 715.04).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 0.60 (3H, s), 1.01 (2H, m), 1.16 (6H, s), 1.22 (9H, s), 1.35 (4H, m), 1.58 (4H, m), 2.11 (1H, s), 3.29 (2H, m), 5.56 (1H, s), 5.56 (2H, m), 5.66 (2H, m), 7.01 (2H, m), 7.40 (3H, m), 7.98 (2H, m) 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 0.60 (3H, s), 1.01 (2H, m), 1.16 (6H, s), 1.22 (9H, s), 1.35 (4H, m), 1.58 (4H, m), 2.11 (1H, s), 3.29 (2H, m), 5.56 (1H, s), 5.56 (2H, m), 5.66 (2H, m), 7.01 (2H, m), 7.40 (3H, m) ), 7.98 (2H, m)
합성예 3: 제 1 메탈로센 화합물Synthesis Example 3: First metallocene compound
3-1 리간드 화합물의 제조3-1 Preparation of ligand compounds
건조된 500mL schlenk flask에서 테트라메틸사이클로펜타다이엔 (TMCP, 3.6g, 30mmol)을 THF (70 mL)에 녹인 후, 이 용액을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 용액에 n-BuLi (2.5M, 13mL, 32mmol)을 천천히 적가한 후, 얻어지는 용액을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. Tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 3.6 g, 30 mmol) was dissolved in THF (70 mL) in a dried 500 mL schlenk flask, and then the solution was cooled to -78°C. Next, n-BuLi (2.5M, 13mL, 32mmol) was slowly added dropwise to the solution, and the resulting solution was stirred at room temperature overnight.
한편, 별도의 500mL schlenk flask에서 dichloro(methyl)propylsilane을 n-hexane에 녹인 후, 이 용액을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 이 용액에 앞서 제조한 TMCP-lithiation 용액을 천천히 주입하였다. 그리고 얻어지는 용액을 상온에서 하룻밤 동안 교반하여 중간체를 얻었다. Meanwhile, dichloro(methyl)propylsilane was dissolved in n-hexane in a separate 500mL schlenk flask, and then this solution was cooled to -78°C. Subsequently, the previously prepared TMCP-lithiation solution was slowly injected into this solution. Then, the resulting solution was stirred at room temperature overnight to obtain an intermediate.
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 0.21 (3H, s), 0.94 (3H, t), 1.26-1.42 (4H, m), 1.81 (6H, s), 1.98 (6H, s), 3.10 (1H, s). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 0.21 (3H, s), 0.94 (3H, t), 1.26-1.42 (4H, m), 1.81 (6H, s), 1.98 (6H, s), 3.10 ( 1H, s).
건조된 500mL schlenk flask에서 indene (3.5mL, 30mmol)을 THF (50mL)에 녹인 후, 이 용액을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 용액에 n-BuLi (2.5M, 13mL, 32mmol)을 천천히 적가한 후, 얻어지는 용액을 상온에서 약 1.5 시간 동안 교반하였다. After dissolving indene (3.5 mL, 30 mmol) in THF (50 mL) in a dried 500 mL schlenk flask, the solution was cooled to -78°C. Next, n-BuLi (2.5M, 13mL, 32mmol) was slowly added dropwise to the solution, and the resulting solution was stirred at room temperature for about 1.5 hours.
한편, 별도의 500mL schlenk flask에서 앞서 합성한 중간체를 THF에 녹이고, 이 용액을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 이 용액에 앞서 제조한 indene-lithiation 용액을 천천히 주입하였다. 그리고 얻어지는 용액을 상온에서 약 2 시간 동안 교반하여 자주색 용액을 얻었다. Meanwhile, the previously synthesized intermediate was dissolved in THF in a separate 500mL schlenk flask, and this solution was cooled to -78°C. Subsequently, the previously prepared indene-lithiation solution was slowly injected into this solution. Then, the resulting solution was stirred at room temperature for about 2 hours to obtain a purple solution.
이후, 반응기에 물을 부어 반응을 종료하고(quenching), 상기 혼합물로부터 ether로 유기층을 추출하였다. 그리고, 상기 유기층을 감압하여 용매를 제거함으로써 노란색 오일 형태의 생성물을 얻었다(9.7g, 30mmol, > 99% yield). Afterwards, water was poured into the reactor to terminate the reaction (quenching), and the organic layer was extracted from the mixture with ether. Then, the organic layer was reduced in pressure to remove the solvent, thereby obtaining a product in the form of a yellow oil (9.7 g, 30 mmol, > 99% yield).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): -0.57 (1.5H, s), -0.29 (1.5H, s), -0.11 (3H, s), 0.72 (3H, t), 1.07-1.28 (4H, m), 1.59 (6H, d), 1.66 (6H, d), 2.86-3.06 (1H, m), 3.22-3.25 (1H, m), 6.33 (1H, dd), 6.68 (1H, d), 6.97-7.12 (2H, m), 7.20-7.36 (2H, m). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): -0.57 (1.5H, s), -0.29 (1.5H, s), -0.11 (3H, s), 0.72 (3H, t), 1.07-1.28 (4H, m), 1.59 (6H, d), 1.66 (6H, d), 2.86-3.06 (1H, m), 3.22-3.25 (1H, m), 6.33 (1H, dd), 6.68 (1H, d), 6.97 -7.12 (2H, m), 7.20-7.36 (2H, m).
3-2 메탈로센 화합물의 제조 3-2 Preparation of metallocene compounds
건조된 250mL schlenk flask에서 앞서 합성한 메틸프로필(인데닐)(테트라메틸사이클로펜타다이에닐)실란 (9.7g, 30mmol)을 THF (80mL)에 녹였다. 그리고, 이 용액을 -78℃로 냉각한 다음, 상기 용액에 n-BuLi (2.5M, 25mL, 63mmol)을 천천히 적가한 후, 얻어지는 용액을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. In a dried 250mL schlenk flask, previously synthesized methylpropyl(indenyl)(tetramethylcyclopentadienyl)silane (9.7g, 30mmol) was dissolved in THF (80mL). Then, this solution was cooled to -78°C, and then n-BuLi (2.5M, 25mL, 63mmol) was slowly added dropwise to the solution, and the resulting solution was stirred at room temperature overnight.
한편, 별도로 준비된 250mL schlenk flask에서 ZrCl4(THF)2 (3.7g, 9.7mmol)를 톨루엔 (80mL)에 분산시킨 후, 얻어지는 혼합물을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 혼합물에 앞서 제조한 lithiation된 리간드 용액을 천천히 주입하였다. 그리고, 얻어지는 혼합물을 하룻밤 동안 교반하여 오렌지 색의 suspension을 얻었다. Meanwhile, ZrCl 4 (THF) 2 (3.7 g, 9.7 mmol) was dispersed in toluene (80 mL) in a separately prepared 250 mL schlenk flask, and the resulting mixture was cooled to -78°C. Subsequently, the previously prepared lithiated ligand solution was slowly injected into the mixture. Then, the resulting mixture was stirred overnight to obtain an orange-colored suspension.
상기 suspension을 감압하여 용매의 절반을 제거하고, suspension을 여과하여 suspension에 함유된 LiCl를 제거하였다. 이후, 여과된 용액에서 용매를 제거한 후 얻어지는 물질을 toluene과 pentane에 침전시켜 오렌지색 고체 생성물을 얻었다(8.7g, 18mmol, 60% yield). The suspension was reduced in pressure to remove half of the solvent, and the suspension was filtered to remove LiCl contained in the suspension. Afterwards, the solvent was removed from the filtered solution, and the resulting material was precipitated in toluene and pentane to obtain an orange solid product (8.7g, 18mmol, 60% yield).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 0.95 (3H, s), 1.15 (3H, s), 1.22 (2H, t), 1.17 (3H, t), 1.90 (3H, s), 1.74-1.80 (2H, m), 1.92 (3H, s), 1.97 (6H, t), 5.98 (1H, d), 7.07 (1H, t), 7.23 (1H, m), 7.35 (1H, t), 7.45-7.50 (1H, m), 7.70 (1H, d). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 0.95 (3H, s), 1.15 (3H, s), 1.22 (2H, t), 1.17 (3H, t), 1.90 (3H, s), 1.74-1.80 ( 2H, m), 1.92 (3H, s), 1.97 (6H, t), 5.98 (1H, d), 7.07 (1H, t), 7.23 (1H, m), 7.35 (1H, t), 7.45-7.50 (1H, m), 7.70 (1H, d).
앞서 합성한 메틸프로필실릴렌(테트라메틸사이클로펜타다이에닐)(인데닐)지르코늄 다이클로라이드 (4.837g, 10mmol)를 글러브 박스에서 mini bombe에 담았다. 그리고, 상기 mini bombe에 platinum oxide (0.227g, 1.0mmol)을 추가로 담고, mini bombe를 조립한 후, mini bombe에 anhydrous THF (50mL)를 canuula를 이용하여 넣고, 약 30 bar의 압력까지 수소를 채웠다. 이어서, mini bombe에 담긴 혼합물을 약 60℃에서 약 1 일간 교반한 후, mini bombe의 온도를 상온으로 냉각시키고, mini bombe의 압력을 서서히 낮추면서 수소를 아르곤으로 치환하였다. The previously synthesized methylpropylsilylene (tetramethylcyclopentadienyl)(indenyl)zirconium dichloride (4.837g, 10mmol) was placed in a mini bombe in the glove box. Then, platinum oxide (0.227g, 1.0mmol) was additionally added to the mini bombe, and after assembling the mini bombe, anhydrous THF (50mL) was added to the mini bombe using a canuula, and hydrogen was added to a pressure of about 30 bar. Filled. Next, the mixture contained in the mini bombe was stirred at about 60°C for about 1 day, then the temperature of the mini bombe was cooled to room temperature, and the pressure of the mini bombe was gradually lowered while hydrogen was replaced with argon.
한편, 약 120℃의 오븐에서 약 2 시간 정도 건조한 celite를 schlenk filter에 깔고, 이를 이용하여 상기 mini bombe의 반응 생성물을 아르곤 하에서 여과하였다. 상기 celite에 의하여 반응 생성물로부터 PtO2 촉매가 제거되었다. 이어서, 촉매를 제거한 반응 생성물을 감압하여 용매를 제거하고, 미색 끈적한 고체인 생성물을 얻었다(2.8g, 5.75mmol, Mw: 486.71g/mol). 이 고체는 톨루엔에 녹임으로써 stock solution으로 제조하여 냉장 보관하였다. Meanwhile, celite dried in an oven at about 120°C for about 2 hours was spread on a Schlenk filter, and the reaction product of the mini bombe was filtered under argon using this. The PtO 2 catalyst was removed from the reaction product by the celite. Next, the reaction product from which the catalyst was removed was subjected to reduced pressure to remove the solvent, and a product as an off-white sticky solid was obtained (2.8 g, 5.75 mmol, Mw: 486.71 g/mol). This solid was prepared as a stock solution by dissolving in toluene and stored in the refrigerator.
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 0.80 (3H, s), 0.86 (3H, s), 1.12 (2H, m), 1.32 (2H, m), 1.41 (2H, s), 1.54 (2H, m), 1.65 (2H, m), 1.84 (2H, m), 1.91 (6H, d), 1.93 (3H, s), 1.99 (3H, s), 2.25 (2H, m), 2.37 (2H, m), 2.54 (2H, m), 2.99 (2H, m), 5.45 (1H, s), 6.67 (1H, s). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 0.80 (3H, s), 0.86 (3H, s), 1.12 (2H, m), 1.32 (2H, m), 1.41 (2H, s), 1.54 (2H, m), 1.65 (2H, m), 1.84 (2H, m), 1.91 (6H, d), 1.93 (3H, s), 1.99 (3H, s), 2.25 (2H, m), 2.37 (2H, m) ), 2.54 (2H, m), 2.99 (2H, m), 5.45 (1H, s), 6.67 (1H, s).
합성예 4: 제 2 메탈로센 화합물Synthesis Example 4: Second metallocene compound
4-1 리간드 화합물의 제조4-1 Preparation of ligand compounds
THF 하에서 6-tert-butoxyhexyl chloride과 sodium Cyclopentadiene(2당량)를 넣고 교반하였다. 반응 완결 후 물로 Workup 하고 과량의 Cyclopentadiene은 증류하여 제거하였다. 위의 과정으로 확보한 6-tert-butoxyhexylcyclopentadiene 4.45 g (20 mmol) 에 톨루엔 27 mL 를 투입하였다. 온도를 -20 ℃로 낮추고 2.5 M n-BuLi Hexane solution 8.8 mL (22 mmol)을 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. 6-tert-butoxyhexyl chloride and sodium cyclopentadiene (2 equivalents) were added and stirred under THF. After completion of the reaction, the reaction was worked up with water, and excess cyclopentadiene was removed by distillation. 27 mL of toluene was added to 4.45 g (20 mmol) of 6-tert-butoxyhexylcyclopentadiene obtained through the above process. The temperature was lowered to -20°C, 8.8 mL (22 mmol) of 2.5 M n-BuLi Hexane solution was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature overnight.
건조된 250 mL Schlenk flask에 5.8 g (20 mmol)의 4-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-isopropyl-1H-indene을 넣고 33mL 의 MTBE를 투입하였다. 온도를 -20 ℃로 낮추고 2.5M의 n-BuLi Hexane solution 8.8 mL(22 mmol)을 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. 온도를 -20 ℃로 낮추고 dichlorodimethyl silane 을 1.5당량 투입하였다. 상온에서 밤새 교반하고, 증류하여 과량의 dichlorodimethyl silane을 제거하였다. 5.8 g (20 mmol) of 4-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-isopropyl-1H-indene was added to a dried 250 mL Schlenk flask, and 33 mL of MTBE was added. The temperature was lowered to -20°C, 8.8 mL (22 mmol) of 2.5M n-BuLi Hexane solution was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature overnight. The temperature was lowered to -20°C and 1.5 equivalents of dichlorodimethyl silane was added. The mixture was stirred at room temperature overnight and distilled to remove excess dichlorodimethyl silane.
6-tert-butoxyhexylcyclopentadiene 을 lithiation 한 용액을 위의 플라스크에 투입하고, 밤새 교반하였다. 이러한 과정에 의해 합성된 리간드를 workup 하여 리간드 화합물을 확보하였다. The lithiated solution of 6-tert-butoxyhexylcyclopentadiene was added to the above flask and stirred overnight. The ligand synthesized through this process was worked up to obtain a ligand compound.
4-2 메탈로센 화합물의 제조4-2 Preparation of metallocene compounds
4-1에서 합성한 리간드 화합물 11.4g (20 mmol)을 톨루엔 50 mL에 녹여 2.5M nBuLi hexane solution 약 16.8 mL(42 mmol)을 적가하여 상온에서 밤새 교반하였다. 20 mmol의 ZrCl4(THF)2을 투입하여 밤새 교반하고 반응이 완결되면 Filtration 하여 LiCl 를 제거하였다. 용매를 모두 제거하고 Hexane 으로 결정화한 후 정제하여 입체이성질체가 다른 메탈로센 화합물(A, B form)을 1.3:1의 비율로 확보하였다. 11.4 g (20 mmol) of the ligand compound synthesized in 4-1 was dissolved in 50 mL of toluene, and about 16.8 mL (42 mmol) of 2.5M nBuLi hexane solution was added dropwise and stirred at room temperature overnight. 20 mmol of ZrCl 4 (THF) 2 was added and stirred overnight. When the reaction was completed, LiCl was removed through filtration. All solvents were removed, crystallized with hexane, and purified to obtain metallocene compounds (A and B forms) with different stereoisomers at a ratio of 1.3:1.
1H NMR (500 MHz, C6D6): 1 H NMR (500 MHz, C 6 D 6 ):
Form A: 0.58 (3H,s), 0.55 (3H,s), 0.93-0.97(3H,m), 1.12 (9H,s), 1.28 (9H,s), 1.27 (3H,d), 1.35-1.42 (1H,m), 1.45-1.62(4H,m), 2.58-2.65 (1H,m), 2.67-2.85(2H,m), 3.20 (2H,t), 5.42 (1H,m), 5.57 (1H, m), 6.60 (1H, m), 6.97 (1H, dd), 7.27 (1H, d), 7.39-7.45 (4H, m), 8.01 (2H, dd) Form A: 0.58 (3H,s), 0.55 (3H,s), 0.93-0.97(3H,m), 1.12 (9H,s), 1.28 (9H,s), 1.27 (3H,d), 1.35-1.42 (1H,m), 1.45-1.62(4H,m), 2.58-2.65 (1H,m), 2.67-2.85(2H,m), 3.20 (2H,t), 5.42 (1H,m), 5.57 (1H) , m), 6.60 (1H, m), 6.97 (1H, dd), 7.27 (1H, d), 7.39-7.45 (4H, m), 8.01 (2H, dd)
Form B: 0.60 (3H,s), 0.57 (3H,s), 0.93-0.97(3H,m), 1.11 (9H,s), 1.28 (9H,s), 1.32 (3H,d), 1.35-1.42 (1H,m), 1.45-1.62(4H,m), 2.58-2.65 (1H,m), 2.67-2.85(2H,m), 3.23 (2H,t), 5.24 (1H,m), 5.67 (1H, m), 6.49 (1H, m), 6.97 (1H, dd), 7.32 (1H, d), 7.39-7.45 (4H, m), 8.01 (2H, dd)Form B: 0.60 (3H,s), 0.57 (3H,s), 0.93-0.97(3H,m), 1.11 (9H,s), 1.28 (9H,s), 1.32 (3H,d), 1.35-1.42 (1H,m), 1.45-1.62(4H,m), 2.58-2.65 (1H,m), 2.67-2.85(2H,m), 3.23 (2H,t), 5.24 (1H,m), 5.67 (1H) , m), 6.49 (1H, m), 6.97 (1H, dd), 7.32 (1H, d), 7.39-7.45 (4H, m), 8.01 (2H, dd)
합성예 5: 제 1 메탈로센 화합물Synthesis Example 5: First metallocene compound
5-1 리간드 화합물의 제조5-1 Preparation of ligand compounds
건조된 250mL schlenk flask에서 테트라메틸사이클로펜타다이엔 (TMCP, 6.0mL, 40mmol)을 THF (60 mL)에 녹인 후, 이 용액을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 용액에 n-BuLi (2.5M, 17mL, 42mmol)을 천천히 적가한 후, 얻어지는 용액을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. Tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 6.0 mL, 40 mmol) was dissolved in THF (60 mL) in a dried 250 mL schlenk flask, and then the solution was cooled to -78°C. Next, n-BuLi (2.5M, 17mL, 42mmol) was slowly added dropwise to the solution, and the resulting solution was stirred at room temperature overnight.
한편, 별도의 250mL schlenk flask에서 dichlorodimethylsilane (4.8mL, 40mmol)을 n-hexane에 녹인 후, 이 용액을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 이 용액에 앞서 제조한 TMCP-lithiation 용액을 천천히 주입하였다. 그리고 얻어지는 용액을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. Meanwhile, dichlorodimethylsilane (4.8 mL, 40 mmol) was dissolved in n-hexane in a separate 250 mL schlenk flask, and then the solution was cooled to -78°C. Subsequently, the previously prepared TMCP-lithiation solution was slowly injected into this solution. And the resulting solution was stirred at room temperature overnight.
이후, 얻어지는 용액을 감압하여 상기 용액으로부터 용매를 제거하였다. 그리고, 얻어지는 고체를 톨루엔에 용해시키고, 여과하여 남아있는 LiCl를 제거하여 중간체를 얻었다(yellow liquid, 7.0g, 33 mmol, 83% yield).Afterwards, the resulting solution was reduced in pressure to remove the solvent from the solution. Then, the resulting solid was dissolved in toluene and filtered to remove the remaining LiCl to obtain an intermediate (yellow liquid, 7.0 g, 33 mmol, 83% yield).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 0.24 (6H, s), 1.82 (6H, s), 1.98 (6H, s), 3.08 (1H, s). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 0.24 (6H, s), 1.82 (6H, s), 1.98 (6H, s), 3.08 (1H, s).
건조된 250mL schlenk flask에서 indene (0.93mL, 8.0mmol)을 THF (30mL)에 녹인 후, 이 용액을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 용액에 n-BuLi (2.5M, 3.4mL, 8.4mmol)을 천천히 적가한 후, 얻어지는 용액을 상온에서 약 5 시간 동안 교반하였다. Indene (0.93mL, 8.0mmol) was dissolved in THF (30mL) in a dried 250mL schlenk flask, and then the solution was cooled to -78°C. Next, n-BuLi (2.5M, 3.4mL, 8.4mmol) was slowly added dropwise to the solution, and the resulting solution was stirred at room temperature for about 5 hours.
한편, 별도의 250mL schlenk flask에서 앞서 합성한 중간체 (1.7g, 8.0mmol)를 THF에 녹이고, 이 용액을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 이 용액에 앞서 제조한 indene-lithiation 용액을 천천히 주입하였다. 그리고 얻어지는 용액을 상온에서 하룻밤 동안 교반하여 자주색 용액을 얻었다. Meanwhile, the previously synthesized intermediate (1.7 g, 8.0 mmol) was dissolved in THF in a separate 250 mL schlenk flask, and this solution was cooled to -78°C. Subsequently, the previously prepared indene-lithiation solution was slowly injected into this solution. Then, the resulting solution was stirred at room temperature overnight to obtain a purple solution.
이후, 반응기에 물을 부어 반응을 종료하고(quenching), 상기 혼합물로부터 ether로 유기층을 추출하였다. 상기 유기층에는 다이메틸(인데닐)(테트라메틸사이클로펜타다이에닐)실란과 다른 종의 유기 화합물이 포함되어 있음을 1H NMR을 통하여 확인하였다. 상기 유기층은 정제 없이 농축되어 metallation에 그대로 이용되었다. Afterwards, water was poured into the reactor to terminate the reaction (quenching), and the organic layer was extracted from the mixture with ether. It was confirmed through 1 H NMR that the organic layer contained dimethyl(indenyl)(tetramethylcyclopentadienyl)silane and other types of organic compounds. The organic layer was concentrated without purification and used as is for metallation.
5-2 메탈로센 화합물의 제조5-2 Preparation of metallocene compounds
250mL schlenk flask에서 앞서 합성한 다이메틸(인데닐)(테트라메틸사이클로펜타다이에닐)실란 (1.7g, 5.7mmol)을 톨루엔 (30mL) 및 MTBE (3.0mL)에 녹였다. 그리고, 이 용액을 -78℃로 냉각한 다음, 상기 용액에 n-BuLi (2.5M, 4.8mL, 12mmol)을 천천히 적가한 후, 얻어지는 용액을 상온에서 하룻밤 동안 교반하였다. 그러나, 상기 용액 내에 노란색 고체가 생성되어 균일하게 교반되지 않아 MTBE (50mL) 및 THF (38mL)를 추가로 투입하였다. Dimethyl(indenyl)(tetramethylcyclopentadienyl)silane (1.7g, 5.7mmol) previously synthesized was dissolved in toluene (30mL) and MTBE (3.0mL) in a 250mL schlenk flask. Then, this solution was cooled to -78°C, and n-BuLi (2.5M, 4.8mL, 12mmol) was slowly added dropwise to the solution, and the resulting solution was stirred at room temperature overnight. However, a yellow solid was formed in the solution and it was not stirred uniformly, so MTBE (50 mL) and THF (38 mL) were additionally added.
한편, 별도로 준비된 250mL schlenk flask에서 ZrCl4(THF)2를 톨루엔에 분산시킨 후, 얻어지는 혼합물을 -78℃로 냉각하였다. 이어서, 상기 혼합물에 앞서 제조한 lithiation된 리간드 용액을 천천히 주입하였다. 그리고, 얻어지는 혼합물을 하룻밤 동안 교반하였다. Meanwhile, ZrCl 4 (THF) 2 was dispersed in toluene in a separately prepared 250mL schlenk flask, and the resulting mixture was cooled to -78°C. Subsequently, the previously prepared lithiated ligand solution was slowly injected into the mixture. Then, the resulting mixture was stirred overnight.
이후, 반응 생성물을 여과하여 노란색 고체(1.3g, LiCl (0.48g) 포함, 1.8mmol)를 얻었고, 여액에서 용매를 제거한 후, n-hexane으로 세척하여 노란색 고체(320mg, 0.70mmol)를 추가로 얻었다(total 44% yield).Afterwards, the reaction product was filtered to obtain a yellow solid (1.3g, including LiCl (0.48g), 1.8mmol). After removing the solvent from the filtrate, it was washed with n-hexane to obtain a yellow solid (320mg, 0.70mmol). Obtained (total 44% yield).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 0.96 (3H, s), 1.16 (3H, s), 1.91 (3H, s), 1.93 (3H, s), 1.96 (3H, s), 1.97 (3H, s), 5.98 (1H, d), 7.07 (1H, t), 7.23 (1H, d), 7.35 (1H, t), 7.49 (1H, d), 7.70 (1H, d). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 0.96 (3H, s), 1.16 (3H, s), 1.91 (3H, s), 1.93 (3H, s), 1.96 (3H, s), 1.97 (3H, s), 5.98 (1H, d), 7.07 (1H, t), 7.23 (1H, d), 7.35 (1H, t), 7.49 (1H, d), 7.70 (1H, d).
앞서 합성한 다이메틸실릴렌(테트라메틸사이클로펜타다이에닐)(인데닐)지르코늄 다이클로라이드 (1.049g, 2.3mmol)를 글러브 박스에서 mini bombe에 담았다. 그리고, 상기 mini bombe에 platinum oxide (52.4mg, 0.231mmol)을 추가로 담고, mini bombe를 조립한 후, mini bombe에 anhydrous THF (30mL)를 canuula를 이용하여 넣고, 약 30 bar의 압력까지 수소를 채웠다. 이어서, mini bombe에 담긴 혼합물을 약 60℃에서 약 1 일간 교반한 후, mini bombe의 온도를 상온으로 냉각시키고, mini bombe의 압력을 서서히 낮추면서 수소를 아르곤으로 치환하였다. Dimethylsilylene (tetramethylcyclopentadienyl) (indenyl) zirconium dichloride (1.049 g, 2.3 mmol) synthesized previously was placed in a mini bombe in a glove box. Then, platinum oxide (52.4 mg, 0.231 mmol) was added to the mini bombe, and after assembling the mini bombe, anhydrous THF (30 mL) was added to the mini bombe using a canuula, and hydrogen was added to a pressure of about 30 bar. Filled. Next, the mixture contained in the mini bombe was stirred at about 60°C for about 1 day, then the temperature of the mini bombe was cooled to room temperature, and the pressure of the mini bombe was gradually lowered while hydrogen was replaced with argon.
한편, 약 120℃의 오븐에서 약 2 시간 정도 건조한 celite를 schlenk filter에 깔고, 이를 이용하여 상기 mini bombe의 반응 생성물을 아르곤 하에서 여과하였다. 상기 celite에 의하여 반응 생성물로부터 PtO2 촉매가 제거되었다. 이어서, 촉매를 제거한 반응 생성물을 감압하여 용매를 제거하고, 연노란색 고체인 생성물을 얻었다(0.601g, 1.31mmol, Mw: 458.65g/mol).Meanwhile, celite dried in an oven at about 120°C for about 2 hours was spread on a Schlenk filter, and the reaction product of the mini bombe was filtered under argon using this. The PtO 2 catalyst was removed from the reaction product by the celite. Next, the reaction product from which the catalyst was removed was subjected to reduced pressure to remove the solvent, and a light yellow solid product was obtained (0.601g, 1.31mmol, Mw: 458.65g/mol).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 0.82 (3H, s), 0.88 (3H, s), 1.92 (6H, s), 1.99 (3H, s), 2.05 (3H, s), 2.34 (2H, m), 2.54 (2H, m), 2.68 (2H, m), 3.03 (2H, m), 5.45 (1H, s), 6.67 (1H, s). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 0.82 (3H, s), 0.88 (3H, s), 1.92 (6H, s), 1.99 (3H, s), 2.05 (3H, s), 2.34 (2H, m), 2.54 (2H, m), 2.68 (2H, m), 3.03 (2H, m), 5.45 (1H, s), 6.67 (1H, s).
비교 합성예 1: 제 2메탈로센 화합물 Comparative Synthesis Example 1: Second metallocene compound
1-1 리간드 화합물의 제조 1-1 Preparation of ligand compounds
6-클로로헥사놀(6-chlorohexanol)을 사용하여 문헌(Tetrahedron Lett. 2951 (1988))에 제시된 방법으로 t-Butyl-O-(CH2)6-Cl을 제조하고, 여기에 NaCp를 반응시켜 t-Butyl-O-(CH2)6-C5H5를 얻었다(수율 60%, b.p. 80℃ /0.1 mmHg)t-Butyl-O-(CH 2 ) 6 -Cl was prepared using 6 -chlorohexanol by the method suggested in the literature (Tetrahedron Lett. 2951 (1988)), and NaCp was reacted with it. t-Butyl-O-(CH 2 ) 6 -C 5 H 5 was obtained (yield 60%, bp 80℃/0.1 mmHg)
1-2 1-2 메탈로센metallocene 화합물의 제조 Preparation of Compounds
또한, -78℃에서 t-Butyl-O-(CH2)6-C5H5를 THF에 녹이고, 노르말 부틸리튬(n-BuLi)을 천천히 가한 후, 실온으로 승온시킨 후, 8시간 반응시켰다. 그 용액을 다시 -78℃에서 ZrCl4(THF)2 (1.70g, 4.50mmol)/THF(30㎖)의 서스펜젼(suspension) 용액에 기 합성된 리튬염(lithium salt) 용액을 천천히 가하고 실온에서 6시간 동안 더 반응시켰다.In addition, t-Butyl-O-(CH 2 ) 6 -C 5 H 5 was dissolved in THF at -78°C, normal butyllithium (n-BuLi) was slowly added, the temperature was raised to room temperature, and reaction was performed for 8 hours. . The previously synthesized lithium salt solution was slowly added to the suspension solution of ZrCl 4 (THF) 2 (1.70 g, 4.50 mmol)/THF (30 ml) at -78°C and cooled to room temperature. The reaction was further performed for 6 hours.
모든 휘발성 물질을 진공 건조하고, 얻어진 오일성 액체 물질에 헥산(hexane) 용매를 가하여 걸러내었다. 걸러낸 용액을 진공 건조한 후, 헥산을 가해 저온(-20℃)에서 침전물을 유도하였다. 얻어진 침전물을 저온에서 걸러내어 흰색 고체 형태의 [tBu-O-(CH2)6-C5H4]2ZrCl2 화합물을 얻었다(수율 92%)All volatile substances were vacuum dried, and hexane solvent was added to the obtained oily liquid and filtered. After vacuum drying the filtered solution, hexane was added to induce precipitate at low temperature (-20°C). The obtained precipitate was filtered at low temperature to obtain [tBu-O-(CH 2 ) 6 -C 5 H 4 ] 2 ZrCl 2 compound in the form of a white solid (yield 92%).
1H NMR (300 MHz, CDCl3): 6.28 (t, J = 2.6 Hz, 2H), 6.19 (t, J = 2.6 Hz, 2H), 3.31 (t, 6.6 Hz, 2H), 2.62 (t, J = 8 Hz), 1.7 - 1.3 (m, 8H), 1.17 (s, 9H) 1H NMR (300 MHz, CDCl3): 6.28 (t, J = 2.6 Hz, 2H), 6.19 (t, J = 2.6 Hz, 2H), 3.31 (t, 6.6 Hz, 2H), 2.62 (t, J = 8 Hz), 1.7 - 1.3 (m, 8H), 1.17 (s, 9H)
비교 합성예 2: 제 2 메탈로센 화합물 Comparative Synthesis Example 2: Second metallocene compound
2-1 리간드 화합물의 제조2-1 Preparation of ligand compounds
건조된 250 mL Schlenk flask에 3.7 g (40 mmol)의 1-chlorobutane을 넣고 40 mL의 THF에 녹였다. 여기에 20 mL의 sodium cyclopentadienylide THF 용액을 천천히 가한 후 하룻동안 교반시켰다. 이 반응 혼합물에 50 mL의 물을 가해 퀀칭(quenching)시키고, ether로 추출(50 mL x 3)한 다음 모인 유기층을 brine으로 충분히 씻어주었다. MgSO4로 남은 수분을 건조하고 여과한 다음, 진공 감압 하에 용매를 제거함으로써 어두운 갈색의 점성이 있는 형태의 생성물인 2-butyl-cyclopenta-1,3-diene을 정량 수율로 수득하였다. 3.7 g (40 mmol) of 1-chlorobutane was added to a dried 250 mL Schlenk flask and dissolved in 40 mL of THF. 20 mL of sodium cyclopentadienylide THF solution was slowly added thereto and stirred for one day. This reaction mixture was quenched by adding 50 mL of water, extracted with ether (50 mL x 3), and the collected organic layer was thoroughly washed with brine. The remaining moisture was dried with MgSO 4 and filtered, and the solvent was removed under reduced pressure to obtain a dark brown, viscous product, 2-butyl-cyclopenta-1,3-diene, in quantitative yield.
2-2 메탈로센 화합물의 제조2-2 Preparation of metallocene compounds
건조된 250 mL Schlenk flask에 5-1에서 합성한 리간드 화합물 약 4.3 g(23 mmol)을 넣고 약 60 mL의 THF에 녹였다. 여기에 약 11 mL의 n-BuLi 2.0M hexane solution (28 mmol)을 가하고 하룻동안 교반시킨 다음, 이 용액을 ZrCl4(THF)2 3.83 g(10.3 mmol)을 약 50 mL의 ether에 분산시킨 플라스크에 -78 ℃에서 천천히 가하였다. About 4.3 g (23 mmol) of the ligand compound synthesized in 5-1 was added to a dried 250 mL Schlenk flask and dissolved in about 60 mL of THF. Approximately 11 mL of n-BuLi 2.0M hexane solution (28 mmol) was added thereto and stirred for one day, and then this solution was added to a flask in which 3.83 g (10.3 mmol) of ZrCl 4 (THF) 2 was dispersed in approximately 50 mL of ether. It was added slowly at -78°C.
이 반응 혼합물은 상온까지 올리면 옅은 갈색의 서스펜션에서 탁한 노란색이 서스펜션 형태로 변하였다. 하룻동안 교반시킨 후 반응 혼합물의 용매를 모두 건조시키고 약 200 mL의 헥산을 넣어 sonication을 하여 가라앉힌 다음, 위층에 뜬 헥산 용액을 cannula로 decantation하여 모았다. 이 과정을 2회 반복하여 얻은 헥산 용액을 진공 감압하에서 건조하여 옅은 노란색 고체 형태의 화합물인 bis(3-butyl-2,4-dien-yl) zirconium(IV) chloride가 생성되었음을 확인하였다. When this reaction mixture was raised to room temperature, it changed from a light brown suspension to a cloudy yellow suspension. After stirring for a day, all solvents in the reaction mixture were dried, approximately 200 mL of hexane was added and sonication was used to settle the mixture, and the hexane solution floating on the upper layer was collected by decantation using a cannula. This process was repeated twice and the obtained hexane solution was dried under reduced vacuum pressure to confirm that bis(3-butyl-2,4-dien-yl) zirconium(IV) chloride, a light yellow solid compound, was produced.
1 H NMR (500MHz, CDCl3): 0.91 (6H, m), 1.33 (4H, m), 1.53 (4H, m), 2.63 (4H, t), 6.01 (1H, s), 6.02 (1H, s), 6.10 (2H, s), 6.28 (2H, s) 1H NMR (500MHz, CDCl 3 ): 0.91 (6H, m), 1.33 (4H, m), 1.53 (4H, m), 2.63 (4H, t), 6.01 (1H, s), 6.02 (1H, s) ), 6.10 (2H, s), 6.28 (2H, s)
<혼성 담지 메탈로센 촉매의 제조예><Preparation example of hybrid supported metallocene catalyst>
제조예 1Manufacturing Example 1
20L SUS 고압 반응기에 톨루엔 2.0 kg 및 실리카 (Grace Davison, SP2410) 1000 g을 투입하고, 반응기의 온도를 40 ℃로 올리면서 교반하였다. 상기 반응기에 메틸알루미녹산(10wt% in toluene, Albemarle 사 제조) 5.7 kg을 투입하고, 온도를 70 ℃로 올린 후 약 200rpm으로 약 12시간 교반하였다. 이후 반응기의 온도를 40 ℃로 낮추고, 교반을 중지시켰다. 그리고, 반응 생성물을 약 10분동안 정치시킨 후, decantation 하였다. 다시 상기 반응 생성물에 톨루엔 2.0 kg 투입하여 약 10분간 교반하고, 교반을 중지하여 약 30분 동안 정치시킨 후, decantation 하였다. 2.0 kg of toluene and 1000 g of silica (Grace Davison, SP2410) were added to a 20L SUS high pressure reactor, and stirred while raising the temperature of the reactor to 40°C. 5.7 kg of methylaluminoxane (10 wt% in toluene, manufactured by Albemarle) was added to the reactor, the temperature was raised to 70°C, and the mixture was stirred at about 200 rpm for about 12 hours. Afterwards, the temperature of the reactor was lowered to 40°C and stirring was stopped. Then, the reaction product was allowed to stand for about 10 minutes and then decantated. Again, 2.0 kg of toluene was added to the reaction product and stirred for about 10 minutes. Stirring was stopped and allowed to stand for about 30 minutes, followed by decantation.
상기 반응기에 톨루엔 2.0 kg 투입하고, 이어서 상기 합성예 1에서 준비한 화합물(60 mmol) 과 합성예 2에서 준비한 화합물 (10 mmol) 및 톨루엔 1000 mL 를 투입하였다. 반응기의 온도를 85 ℃로 올리고, 약 90분간 교반하였다2.0 kg of toluene was added to the reactor, and then the compound prepared in Synthesis Example 1 (60 mmol), the compound prepared in Synthesis Example 2 (10 mmol), and 1000 mL of toluene were added. The temperature of the reactor was raised to 85°C and stirred for about 90 minutes.
이후, 반응기의 온도를 상온으로 낮추고, 교반을 중지하여 반응 생성물을 약 30분간 정치시킨 후, 반응 생성물을 decantation 하였다. 이어서, 반응기에 헥산 3kg을 투입하고, 헥산 슬러리 용액을 20L filter dryer로 이송하여 용액을 여과하고, 50 ℃에서 약 4시간 동안 감압 건조하여 1.5 kg의 담지 촉매를 얻었다. Afterwards, the temperature of the reactor was lowered to room temperature, stirring was stopped, the reaction product was allowed to stand for about 30 minutes, and then the reaction product was decantated. Next, 3kg of hexane was added to the reactor, the hexane slurry solution was transferred to a 20L filter dryer, the solution was filtered, and dried under reduced pressure at 50°C for about 4 hours to obtain 1.5 kg of supported catalyst.
제조예 2Production example 2
상기 합성예 3(60 mmol) 및 합성예 2(10 mmol)의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 혼성 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다.A hybrid supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Synthesis Example 3 (60 mmol) and Synthesis Example 2 (10 mmol) were used.
제조예 3Production example 3
상기 합성예 3(60 mmol) 및 합성예 4(10 mmol)의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 혼성 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다.A hybrid supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Synthesis Example 3 (60 mmol) and Synthesis Example 4 (10 mmol) were used.
제조예 4Production example 4
상기 합성예 5(60 mmol) 및 합성예 4(10 mmol)의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 혼성 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다.A hybrid supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Synthesis Example 5 (60 mmol) and Synthesis Example 4 (10 mmol) were used.
비교 제조예 1Comparative Manufacturing Example 1
상기 합성예 3(60 mmol) 및 비교 합성예 1(10 mmol)의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 혼성 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다.A hybrid supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Synthesis Example 3 (60 mmol) and Comparative Synthesis Example 1 (10 mmol) were used.
비교 제조예 2Comparative Manufacturing Example 2
상기 합성예 1(60 mmol) 및 비교 합성예 2(10 mmol)의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 혼성 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다.A hybrid supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Synthesis Example 1 (60 mmol) and Comparative Synthesis Example 2 (10 mmol) were used.
비교 제조예 3Comparative Manufacturing Example 3
상기 합성예 3(70 mmol)의 메탈로센 화합물만을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 혼성 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다.A hybrid supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as Preparation Example 1, except that only the metallocene compound of Synthesis Example 3 (70 mmol) was used.
상기 제조예들 및 비교 제조예들의 주요 구성을 하기 표 1에 나타내었다. The main components of the above preparation examples and comparative preparation examples are shown in Table 1 below.
형태Support
form
담지concoction
Support
담지concoction
Support
담지concoction
Support
담지concoction
Support
담지concoction
Support
담지concoction
Support
담지single
Support
<폴리올레핀 제조 <Polyolefin manufacturing 실시예Example >>
에틸렌-1-헥센 공중합Ethylene-1-hexene copolymerization
실시예 및 비교예에서 제조한 담지 촉매(90 mg)을 드라이박스에서 정량하여 50 mL의 유리병에 담은 후 고무 격막으로 밀봉하고, 드라이 박스에서 꺼내어 주입할 촉매를 준비하였다. 중합은 기계식 교반기가 장착된, 온도조절이 가능하고, 고압에서 이용 가능한 2 L의 Autoclave 고압 반응기에서 수행하였다.The supported catalyst (90 mg) prepared in the examples and comparative examples was weighed in a dry box, placed in a 50 mL glass bottle, sealed with a rubber septum, and taken out of the dry box to prepare the catalyst for injection. Polymerization was carried out in a 2 L autoclave high pressure reactor equipped with a mechanical stirrer, temperature controlled, and available at high pressure.
상기 반응기에 트리에틸알루미늄(1M in Hexane) 2 mL를 투입하고, 헥산 0.6 kg을 투입한 후 500 rpm으로 교반하면서 온도를 80 ℃로 승온하였다. 상기에서 준비한 혼성 담지 메탈로센 촉매(90 mg)와 헥산(20 mL)을 vial에 담아 반응기에 투입하고 1-hexene 50 g, 헥산 0.2 kg을 투입하였다. 반응기 내부 온도가 80 ℃가 되면 에틸렌 압력 30 bar 하에서 500 rpm으로 교반하면서 1 시간 반응시켰다. 반응 종료 후 얻어진 폴리머는 필터를 통해 헥산을 1차 제거시킨 후, 80 ℃ oven에서 3 시간 동안 건조하여 에틸렌-1헥센 공중합체를 수득하였다.2 mL of triethylaluminum (1M in Hexane) was added to the reactor, 0.6 kg of hexane was added, and the temperature was raised to 80°C while stirring at 500 rpm. The hybrid supported metallocene catalyst (90 mg) and hexane (20 mL) prepared above were placed in a vial and added to the reactor, followed by 50 g of 1-hexene and 0.2 kg of hexane. When the temperature inside the reactor reached 80°C, the reaction was performed for 1 hour while stirring at 500 rpm under an ethylene pressure of 30 bar. After completion of the reaction, hexane was first removed from the polymer obtained through a filter, and then dried in an oven at 80°C for 3 hours to obtain an ethylene-1hexene copolymer.
상기 중합 반응의 주요 조건을 표 2에 나타내었다. The main conditions of the polymerization reaction are shown in Table 2.
<< 실험예Experiment example >>
실시예 및 비교예에서 제조된 폴리올레핀에 대해 하기와 같이 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The physical properties of the polyolefin prepared in Examples and Comparative Examples were measured as follows, and the results are shown in Table 3 below.
헤이즈 및 낙하 충격 강도를 측정하기 위한 압출 시, 얻어진 폴리올레핀에 산화방지제(Irganox 1010 + Igafos 168, CIBA사) 처방 후 이축압출기(W&P Twin Screw Extruder, 75 파이, L/D=36)를 사용하여 180 ~ 210 ℃의 압출온도에서 제립하였다. When extruding to measure haze and drop impact strength, antioxidants (Irganox 1010 + Igafos 168, CIBA) were added to the obtained polyolefin and then extruded to 180 degrees using a twin screw extruder (W&P Twin Screw Extruder, 75 pi, L/D=36). It was granulated at an extrusion temperature of ~210°C.
(1) 밀도(density) : ASTM D1505 규격에 따라 측정하였다(1) Density: Measured according to ASTM D1505 standards.
(2) Melt Index (MI2.16) : ASTM D1238 (조건 E, 190 ℃, 2.16kg 하중) 규격에 따라 측정하였다. (2) Melt Index (MI 2.16 ): Measured according to ASTM D1238 (Condition E, 190 ℃, 2.16 kg load) standard.
(4) 헤이즈(Haze) : 단축압출기(유진엔지니어링 Single Screw Extruder, Blown Film M/C, 50 파이)를 이용하고 압출온도 130 ~ 170℃에서 60㎛의 두께가 되도록 인플레이션 성형하였다. 이때 다이갭(Die Gap)은 2.0mm, 팽창비(Blown-Up Ratio)는 2.3으로 하였다. 이렇게 제조한 필름에 대해 ISO 13468기준에 따라 측정하였다. 이때 한 시편당 10회 측정하여 그 평균값을 취하였다. (4) Haze: Using a single screw extruder (Eugene Engineering Single Screw Extruder, Blown Film M/C, 50 pi), inflation molding was performed to a thickness of 60㎛ at an extrusion temperature of 130 ~ 170℃. At this time, the die gap was set to 2.0 mm and the blow-up ratio was set to 2.3. The film prepared in this way was measured according to ISO 13468 standards. At this time, each specimen was measured 10 times and the average value was taken.
(4) 낙하 충격 강도(Dart drop impact strength): (3)과 같은 조건에서 중합체 필름을 제조한 후, ASTM D1709 [Method A] 규격에 따라 필름 시료당 20회 이상 측정하여 그 평균값을 취하였다. (4) Drop impact strength: After manufacturing the polymer film under the same conditions as (3), the average value was taken by measuring at least 20 times per film sample according to the ASTM D1709 [Method A] standard.
(5) ASL (Average Ethylene Sequence Length) (5) ASL (Average Ethylene Sequence Length)
시차주사열량계(장치명: DSC8000, 제조사: PerkinElmer)를 이용하여 폴리올레핀을 초기에 160℃까지 가열한 후 30분 동안 유지하여 시료의 측정 전 열 이력을 모두 제거하였다. Using a differential scanning calorimeter (device name: DSC8000, manufacturer: PerkinElmer), polyolefin was initially heated to 160°C and maintained for 30 minutes to remove all heat history of the sample before measurement.
160℃부터 122℃까지 온도를 내린 후, 20분간 유지하고 30℃까지 온도를 내린 후 1분 유지 후, 다시 온도를 증가시켰다. 다음에, 최초의 가열 온도 122℃ 보다 5℃ 낮은 온도(117 ℃)까지 가열한 후 20분 동안 유지하고, 30℃까지 온도를 내린 후 1분 유지 후, 다시 온도를 증가시켰다. 이러한 방식으로 n+1번째의 가열 온도는 n번째 가열 온도보다 5℃ 낮은 온도로 하고, 유지 시간 및 냉각 온도는 동일하게 하여 점차 가열 온도를 내리면서 52℃까지 진행하였다. 이때 온도의 상승 속도와 하강 속도는 각각 20℃/min으로 조절하였다. 마지막으로 30℃에서부터 160℃까지 20℃/min의 승온 속도로 온도를 올리며 열량 변화를 관찰하여 SSA thermogram을 측정하였다.The temperature was lowered from 160°C to 122°C, maintained for 20 minutes, lowered to 30°C, maintained for 1 minute, and then increased again. Next, it was heated to a temperature (117°C) that was 5°C lower than the initial heating temperature of 122°C and maintained for 20 minutes. The temperature was lowered to 30°C and maintained for 1 minute, and then the temperature was increased again. In this way, the n+1th heating temperature was 5°C lower than the nth heating temperature, the holding time and cooling temperature were the same, and the heating temperature was gradually lowered to 52°C. At this time, the temperature increase and decrease rates were adjusted to 20°C/min, respectively. Finally, the SSA thermogram was measured by increasing the temperature from 30℃ to 160℃ at a rate of 20℃/min and observing the change in heat quantity.
본 발명의 실시예 3에 따른 폴리올레핀의 ASL의 길이에 따른 분포도를 보여주는 그래프를 도 2에, 비교예 2에 따른 폴리올레핀의 ASL의 길이에 따른 분포도를 보여주는 그래프를 도 3에 각각 나타내었다. A graph showing the distribution of the ASL of the polyolefin according to Example 3 of the present invention according to the length is shown in FIG. 2, and a graph showing the distribution of the ASL of the polyolefin according to Comparative Example 2 according to the length is shown in FIG. 3.
또한, 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조한 폴리올레핀의 ASL과 낙하 충격 강도와의 관계를 보여주는 그래프를 도 4에 나타내었다. In addition, a graph showing the relationship between ASL and drop impact strength of polyolefins prepared in Examples and Comparative Examples of the present invention is shown in Figure 4.
(%)ASL ≥ 20nm
(%)
(g)Drop impact strength
(g)
상기 표 3 및 도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 폴리올레핀은 동일 밀도를 갖는 비교예 1 내지 3과 비교하여, 헤이즈가 12% 이하이면서 낙하충격강도가 850g 이상으로 동일 밀도에서 고투명도 및 우수한 낙하충격강도를 나타내었다. Referring to Table 3 and Figures 2 to 4, the polyolefins of Examples 1 to 4 of the present invention have a haze of 12% or less and a drop impact strength of 850 g or more compared to Comparative Examples 1 to 3 having the same density. It showed high transparency and excellent drop impact strength in terms of density.
특히, 도 4를 참조하면, 길이 20nm 이상인 ASL의 비율과 낙하충격강도가 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있으며, 동일 밀도라 하더라도 길이 20nm 이상인 ASL이 10% 이상일 때 낙하 충격 강도가 현저히 향상된 것을 알 수 있다.In particular, referring to Figure 4, it can be seen that there is a close relationship between the proportion of ASLs with a length of 20 nm or more and the drop impact strength, and even at the same density, the drop impact strength is significantly improved when the ASL with a length of 20 nm or more is 10% or more. there is.
Claims (11)
SSA (Successive Self-nucleation and Annealing) 분석 시 길이가 20nm 이상인 ASL (Average Ethylene Sequence Length)을 갖는 사슬의 비율이 전체 사슬에 대하여 중량%로, 10% 내지 20%이고,
하기 화학식 1로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 제 1 메탈로센 화합물 1종 이상; 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 제 2 메탈로센 화합물 1종 이상; 및 상기 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물을 담지하는 담체를 포함하는 혼성 담지 메탈로센 촉매의 존재 하에, 올레핀 단량체를 중합시킴으로써 제조되는,
폴리올레핀:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
Q1 및 Q2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이고;
T1은 탄소, 실리콘, 또는 게르마늄이고;
M1는 4족 전이금속이고;
X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, 니트로기, 아미도기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 C1 내지 C20의 술폰네이트기이며;
R1 내지 R14는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C1 내지 C20의 할로알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 실릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이거나, 혹은 R1 내지 R14 중 서로 인접하는 2개 이상이 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 지방족 또는 방향족 고리를 형성하는 것이고;
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
Q3 및 Q4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이고;
T2는 탄소, 실리콘, 또는 게르마늄이고;
M2는 4족 전이금속이고;
X3 및 X4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C6 내지 C20의 아릴기, 니트로기, 아미도기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, 또는 C1 내지 C20의 술폰네이트기이며;
R15 내지 R28은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1 내지 C20의 알킬기, C1 내지 C20의 할로알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알콕시알킬기, C1 내지 C20의 알킬실릴기, C1 내지 C20의 실릴알킬기, C1 내지 C20의 알콕시실릴기, C1 내지 C20의 알콕시기, C6 내지 C20의 아릴기, C7 내지 C20의 알킬아릴기, 또는 C7 내지 C20의 아릴알킬기이며, 단, R20 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1 내지 C20의 알킬기이다.
density between 0.915 g/cm 3 and 0.930 g/cm 3 ; and
When analyzing SSA (Successive Self-nucleation and Annealing), the proportion of chains with an ASL (Average Ethylene Sequence Length) of 20 nm or more in length is 10% to 20% in weight percent based on the total chain,
At least one first metallocene compound selected from compounds represented by the following formula (1); At least one second metallocene compound selected from compounds represented by the following formula (2); prepared by polymerizing an olefin monomer in the presence of a hybrid supported metallocene catalyst comprising a carrier supporting the first and second metallocene compounds,
Polyolefin:
[Formula 1]
In Formula 1,
Q 1 and Q 2 are the same or different from each other, and are each independently halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkoxyalkyl group, a C6 to C20 aryl group, and a C7 to C20 alkylaryl group. group, or a C7 to C20 arylalkyl group;
T 1 is carbon, silicon, or germanium;
M 1 is a Group 4 transition metal;
X 1 and , a C1 to C20 alkoxy group, or a C1 to C20 sulfonate group;
R 1 to R 14 are the same or different from each other, and are each independently hydrogen, halogen, C1 to C20 alkyl group, C1 to C20 haloalkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C1 to C20 alkylsilyl group, C1 to C20 A silylalkyl group, a C1 to C20 alkoxysilyl group, a C1 to C20 alkoxy group, a C6 to C20 aryl group, a C7 to C20 alkylaryl group, or a C7 to C20 arylalkyl group, or among R 1 to R 14 Two or more adjacent ones are connected to each other to form a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic ring;
[Formula 2]
In Formula 2,
Q 3 and Q 4 are the same or different from each other, and are each independently halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkoxyalkyl group, a C6 to C20 aryl group, and a C7 to C20 alkylaryl group. group, or a C7 to C20 arylalkyl group;
T 2 is carbon, silicon, or germanium;
M 2 is a Group 4 transition metal;
X 3 and , a C1 to C20 alkoxy group, or a C1 to C20 sulfonate group;
R 15 to R 28 are the same or different from each other, and each independently represents hydrogen, halogen, a C1 to C20 alkyl group, a C1 to C20 haloalkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkoxyalkyl group, or a C1 to C20 alkyl group. An alkylsilyl group, a C1 to C20 silylalkyl group, a C1 to C20 alkoxysilyl group, a C1 to C20 alkoxy group, a C6 to C20 aryl group, a C7 to C20 alkylaryl group, or a C7 to C20 arylalkyl group, However, R 20 and R 24 are the same or different from each other and are each independently a C1 to C20 alkyl group.
상기 SSA는, 시차주사열량계를 이용하여 상기 폴리올레핀을 첫 번째 가열 온도로 120 내지 124℃까지 가열하고, 15 내지 30분간 유지한 후, 28 내지 32℃로 냉각하며, n+1번째의 가열 온도는 n번째 가열 온도보다 3 내지 7℃ 낮은 온도로 하여 단계적으로 가열 온도를 내리면서 최종 가열 온도가 50 내지 54℃가 될 때까지 가열-어닐링(annealing)-급랭을 반복 후 마지막으로 30℃에서부터 160℃까지 온도를 올림으로써 수행되는, 폴리올레핀.
According to clause 1,
The SSA heats the polyolefin to 120 to 124°C as the first heating temperature using a differential scanning calorimeter, maintains it for 15 to 30 minutes, and then cools to 28 to 32°C, and the n+1th heating temperature is Lower the heating temperature step by step to a temperature 3 to 7°C lower than the nth heating temperature, repeat heating-annealing-quenching until the final heating temperature is 50 to 54°C, and finally from 30°C to 160°C. Polyolefin, which is carried out by increasing the temperature to.
ASTM D1238 규격에 따라 190 ℃의 온도 및 2.16 kg의 하중 하에서 측정된 용융 지수(MI2.16)가 0.5 내지 1.5 g/10min인, 폴리올레핀.
According to clause 1,
A polyolefin having a melt index (MI 2.16 ) of 0.5 to 1.5 g/10 min, measured according to the ASTM D1238 standard at a temperature of 190° C. and a load of 2.16 kg.
필름 제막기를 이용하여 폴리올레핀 필름(BUR 2.3, 필름 두께 55 내지 65㎛)을 제조한 후, ISO 13468에 의거하여 측정한 필름의 헤이즈(haze)가 12% 이하인, 폴리올레핀.
According to clause 1,
After producing a polyolefin film (BUR 2.3, film thickness 55 to 65㎛) using a film forming machine, the polyolefin has a haze of 12% or less as measured according to ISO 13468.
필름 제막기를 이용하여 폴리올레핀 필름(BUR 2.3, 필름 두께 55 내지 65㎛)을 제조한 후, ASTM D 1709 [Method A]에 따라 측정한 낙하 충격 강도가 850 g 이상인, 폴리올레핀.
According to clause 1,
A polyolefin having a drop impact strength of 850 g or more as measured according to ASTM D 1709 [Method A] after producing a polyolefin film (BUR 2.3, film thickness 55 to 65 ㎛) using a film forming machine.
상기 폴리올레핀은, 에틸렌과 알파 올레핀의 공중합체인, 폴리올레핀.
According to clause 1,
The polyolefin is a copolymer of ethylene and alpha olefin.
상기 알파 올레핀은, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-아이토센, 노보넨, 노보나디엔, 에틸리덴노보덴, 페닐노보덴, 비닐노보덴, 디사이클로펜타디엔, 1,4-부타디엔, 1,5-펜타디엔, 및 1,6-헥사디엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 폴리올레핀.
According to clause 6,
The alpha olefin is propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1 -Tetradecene, 1-hexadecene, 1-itocene, norbornene, norbonadiene, ethylidene nobodene, phenylnobodene, vinylnobodene, dicyclopentadiene, 1,4-butadiene, 1,5-penta A polyolefin containing at least one member selected from the group consisting of diene and 1,6-hexadiene.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 구조식으로 표시되는 화합물들 중 어느 하나인, 폴리올레핀:
, ,,,
, , ,
According to paragraph 1,
The compound represented by Formula 1 is a polyolefin, which is any one of the compounds represented by the following structural formula:
, , , ,
, , ,
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 구조식으로 표시되는 화합물들 중 어느 하나인, 폴리올레핀:
, ,
.
According to paragraph 1,
The compound represented by Formula 2 is a polyolefin, which is any one of the compounds represented by the following structural formula:
, ,
.
상기 제 1 및 제 2 메탈로센 화합물의 몰 비는 1:1 내지 10:1인, 폴리올레핀.According to paragraph 1,
A polyolefin wherein the molar ratio of the first and second metallocene compounds is 1:1 to 10:1.
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