KR20210069703A - Methods for Synthesis of Ethylene and Myrcene Copolymers - Google Patents

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KR20210069703A
KR20210069703A KR1020217013445A KR20217013445A KR20210069703A KR 20210069703 A KR20210069703 A KR 20210069703A KR 1020217013445 A KR1020217013445 A KR 1020217013445A KR 20217013445 A KR20217013445 A KR 20217013445A KR 20210069703 A KR20210069703 A KR 20210069703A
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빈센트 라파퀴레
엠마 모레소
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꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린
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Abstract

본 발명은 에틸렌 단위 및 미르센 단위를 포함하는 에틸렌 및 미르센 공중합체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 공중합체에서 에틸렌 단위는 상기 공중합체의 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 50몰%과 95몰% 사이를 나타내고, 상기 공중합체에서 1,2 및 3,4 위치 배열의 상기 미르센 단위는 상기 공중합체의 상기 미르센 단위의 50몰% 이상을 나타내고, 상기 방법은 적어도 하나의 메탈로센 및 하나의 유기 마그네슘 화합물에 기초한 촉매 시스템의 존재하에 반응기에서의 에틸렌과 미르센의 중합을 포함하고, 중합 동안 에틸렌 및 미르센은 연속적으로 반응기에 투입된다.The present invention relates to a method for preparing an ethylene and myrcene copolymer comprising ethylene units and myrcene units, wherein the ethylene units in the copolymer are 50 mol% and 95 mol% of the ethylene units and myrcene units of the copolymer. %, wherein the myrcene units in the 1,2 and 3,4 positional configurations in the copolymer represent at least 50 mole % of the myrcene units of the copolymer, the method comprising at least one metallocene and It involves the polymerization of ethylene and myrcene in a reactor in the presence of a catalyst system based on one organomagnesium compound, during which ethylene and myrcene are continuously fed into the reactor.

Description

에틸렌 및 미르센 공중합체의 합성 방법Methods for Synthesis of Ethylene and Myrcene Copolymers

본 발명의 분야는 에틸렌 단위가 풍부하고, 타이어용 고무 조성물에서 엘라스토머로 사용할 수 있는, 공액 디엔/에틸렌 공중합체를 제조하는 것이다.The field of the present invention is to prepare conjugated diene/ethylene copolymers which are rich in ethylene units and which can be used as elastomers in rubber compositions for tires.

타이어 제조에 가장 널리 사용되는 디엔 엘라스토머는 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 특히 천연 고무, 및 1,3-부타디엔과 스티렌의 공중합체이다. 이들 엘라스토머의 공통점은, 일반적으로 50%보다 훨씬 큰, 엘라스토머에서 디엔 단위의 높은 몰 비율이고, 이는 특히 오존의 작용하에서 이들을 산화에 민감하게 만들 수 있다.The most widely used diene elastomers for tire manufacture are polybutadiene, polyisoprene, especially natural rubber, and copolymers of 1,3-butadiene and styrene. What these elastomers have in common is a high molar proportion of diene units in the elastomer, usually much greater than 50%, which can make them susceptible to oxidation, especially under the action of ozone.

본 출원인은 이와 반대로, 특히 산화 현상에 대한 이들의 민감도를 감소시킬 목적으로, 디엔 단위가 상대적으로 적은 엘라스토머를 개시하였다. 이들 엘라스토머는, 예를 들어, WO 2007054223 문헌에 개시되어 있다. 이들은 50몰% 이상의 에틸렌 단위를 함유하는 1,3-부타디엔 및 에틸렌의 공중합체이다. 이들 엘라스토머는 에틸렌이 풍부한 디엔 엘라스토머로 설명된다.Applicants, on the contrary, have disclosed elastomers having relatively few diene units, in particular for the purpose of reducing their sensitivity to oxidation events. These elastomers are disclosed, for example, in WO 2007054223 document. These are copolymers of 1,3-butadiene and ethylene containing at least 50 mol % of ethylene units. These elastomers are described as diene elastomers rich in ethylene.

1,3-부타디엔 및 에틸렌의 에틸렌-풍부 공중합체는 결정질(crystalline)이며, 에틸렌 함량에 따라 이들의 결정성의 증가를 겪는다. 공중합체에서 결정질 부분의 존재는 공중합체가 고무 조성물에 사용될 때 문제가 될 수 있다. 공중합체의 결정질 부분의 용해는 이것의 강성의 감소를 초래하기 때문에, 이러한 공중합체를 함유하고 타이어에 사용되는 고무 조성물은, 결정질 부분의 융점과 같거나 이를 초과하는 온도가 될 때, 또한 그것의 강성의 감소를 겪을 것이며, 이는 타이어의 제동 및 가속의 반복 단계 동안의 경우일 수 있다. 온도에 따른 강성의 의존성은, 따라서, 타이어의 성능 품질에 제어할 수 없는 변동을 초래할 수 있다. 가능한 에틸렌 단위가 풍부한 디엔 중합체를 갖는 것이 유리한데, 이 경우 결정성은 감소되고, 실제로 심지어 제거된다.Ethylene-rich copolymers of 1,3-butadiene and ethylene are crystalline and undergo an increase in their crystallinity with ethylene content. The presence of crystalline moieties in the copolymer can be problematic when the copolymer is used in rubber compositions. Because dissolution of the crystalline portion of the copolymer results in a decrease in its stiffness, rubber compositions containing such copolymers and used for tires, when brought to a temperature equal to or exceeding the melting point of the crystalline portion, also It will experience a decrease in stiffness, which may be the case during repeated phases of braking and acceleration of the tire. The dependence of stiffness on temperature can, therefore, lead to uncontrollable fluctuations in the performance quality of the tire. It is advantageous to have diene polymers rich in possible ethylene units, in which case the crystallinity is reduced and in fact even eliminated.

문헌 WO 2007054224에서, 본 출원인은 감소된 결정성을 나타내는 에틸렌이 풍부한 디엔 공중합체를 개시하였다. 이들 공중합체는 포화 6-원 고리형 탄화수소 모티프를 추가로 함유하는, 1,3-부타디엔 및 에틸렌의 공중합체이다. 그럼에도 불구하고, 고무 조성물에 도입된 이들 공중합체는 고무 조성물에 지나치게 높은 강성을 부여할 수 있다. 고무 조성물의 높은 강성은 엘라스토머의 동일하게 높은 강성에 기인한다. 고무 조성물의 높은 강성은 또한 고무 조성물을 특정 용도에 적합하지 않게 만들수도 있기 때문에 문제가 될 수 있다.In document WO 2007054224, the Applicant discloses ethylene-rich diene copolymers exhibiting reduced crystallinity. These copolymers are copolymers of 1,3-butadiene and ethylene, further containing a saturated 6-membered cyclic hydrocarbon motif. Nevertheless, these copolymers incorporated into the rubber composition may impart excessively high stiffness to the rubber composition. The high stiffness of the rubber composition is due to the equally high stiffness of the elastomer. The high stiffness of the rubber composition can also be problematic as it may render the rubber composition unsuitable for certain applications.

에틸렌이 풍부하고 포화 6-원 고리형 탄화수소 단위를 포함하는 이들 에틸렌/1,3-부타디엔 공중합체를 제조하기 위해, 본 출원인은 화학식 (I)의 메탈로센과 유기 마그네슘 화합물을 기반으로 하는 촉매 시스템을 개발하였고, 예를 들어, 문헌 WO 2007054224에 개시되어 있다.To prepare these ethylene/1,3-butadiene copolymers, which are ethylene-rich and contain saturated 6-membered cyclic hydrocarbon units, the applicant proposes a catalyst system based on an organomagnesium compound with a metallocene of the formula (I). has been developed and is disclosed, for example, in document WO 2007054224.

P(Cp1Cp2)Nd(BH4)(1+y)-Ly-Nx (I)P(Cp 1 Cp 2 )Nd(BH 4 ) (1+y) -L y -N x (I)

Cp1 및 Cp2는 동일하거나 상이하고, 화학식 C13H8의 치환된 플루오레닐기 및 비치환된 플루오레닐기로 구성되는 군에서 선택되며, P는 2개의 Cp1 및 Cp2기를 연결하는 기이고, ZR3R4기를 나타내고, Z는 규소 또는 탄소 원자를 나타내고, R3 및 R4는 동일하거나 상이하며, 각각 1 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기, 바람직하게는 메틸을 나타내고, y는 0 이상의 정수이고, x는 0 이상의 정수이거나 정수가 아니며, L은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 구성되는 군에서 선택되는 알칼리 금속을 나타내고, N은 에테르 분자, 바람직하게는 디에틸에테르 또는 테트라히드로푸란을 나타낸다.Cp 1 and Cp 2 are the same or different, and are selected from the group consisting of a substituted fluorenyl group and an unsubstituted fluorenyl group of formula C 13 H 8 , P is a group connecting two Cp 1 and Cp 2 groups , represents a group ZR 3 R 4 , Z represents silicon or a carbon atom, R 3 and R 4 are the same or different and each represents an alkyl group comprising 1 to 20 carbon atoms, preferably methyl, and y is is an integer of 0 or more, x is an integer of 0 or more or is not an integer, L represents an alkali metal selected from the group consisting of lithium, sodium and potassium, N represents an ether molecule, preferably diethylether or tetrahydrofuran indicates.

모두가 알고 있듯이, 주어진 중합체 제조를 위한 단위의 용량(capacity)은 생산 단위의 생산성과 관련이 있다. 메탈로센 기반 촉매 시스템의 존재하에 중합을 포함하는 생산 단위의 생산성을 증가시키는 한 가지 방법은 촉매 활성을 증가시키는 것이다. 촉매 활성의 이러한 이점은, 따라서, 중합 단위의 생산 비용을 최소화하고, 생산 용량을 증가시킬 목적으로 중합체 합성 공정을 보다 생산적으로 만들기 위해 지속적으로 추구된다.As we all know, the capacity of a unit for making a given polymer is related to the productivity of the production unit. One way to increase the productivity of a production unit comprising polymerization in the presence of a metallocene based catalyst system is to increase the catalytic activity. This advantage of catalytic activity is, therefore, constantly sought to make the polymer synthesis process more productive for the purpose of increasing the production capacity and minimizing the production cost of the polymerization unit.

본 출원인은 에틸렌이 풍부한 디엔 엘라스토머를 합성하려는 목적을 추구하면서, 이의 결정성, 이의 에틸렌 함량 및 이의 유리 전이 온도 사이의 개선된 절충을 갖는 중합체의 합성과 관련되어 언급된 문제를 해결할 수 있는, 중합체를 제조하기 위한 새로운 방법을 발견하였다.While pursuing the purpose of synthesizing an ethylene-rich diene elastomer, the applicant can solve the problems mentioned in connection with the synthesis of a polymer having an improved compromise between its crystallinity, its ethylene content and its glass transition temperature. A new method has been found for preparing

따라서, 본 발명은 에틸렌 단위 및 미르센 단위를 포함하는 에틸렌 및 미르센 공중합체를 제조하는 방법으로서, Accordingly, the present invention provides a method for preparing an ethylene and myrcene copolymer comprising ethylene units and myrcene units, the method comprising:

상기 공중합체의 에틸렌 단위는 상기 공중합체의 상기 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 50몰%와 95몰% 사이를 나타내며, the ethylene units of the copolymer represent between 50 mol% and 95 mol% of the ethylene units and myrcene units of the copolymer;

상기 공중합체에서 1,2 및 3,4 위치 배열의 상기 미르센 단위는 상기 공중합체의 상기 미르센 단위의 50몰% 이상을 나타내고, In the copolymer, the myrcene units in the 1,2, and 3,4 position represent 50 mol% or more of the myrcene units of the copolymer;

상기 방법은 적어도 하나의 화학식 (I)의 메탈로센 및 화학식 (II)의 유기 마그네슘 화합물에 기반한 촉매 시스템의 존재하에 반응기에서 에틸렌 및 미르센의 중합을 포함하고, 중합 동안 에틸렌 및 미르센은 연속적으로 반응기에 첨가된다. The process comprises the polymerization of ethylene and myrcene in a reactor in the presence of a catalyst system based on at least one metallocene of formula (I) and an organomagnesium compound of formula (II), during which the ethylene and myrcene are continuously added to the reactor.

P(Cp1Cp2)Nd(BH4)(1+y)-Ly-Nx (I)P(Cp 1 Cp 2 )Nd(BH 4 ) (1+y) -L y -N x (I)

MgR1R2 (II)MgR 1 R 2 (II)

Cp1 및 Cp2는 동일하거나 상이하고, 화학식 C13H8의 치환된 플루오레닐기 및 비치환된 플루오레닐기로 구성되는 군에서 선택되며, Cp 1 and Cp 2 are the same or different and are selected from the group consisting of a substituted fluorenyl group and an unsubstituted fluorenyl group of formula C 13 H 8 ,

P는 2개의 Cp1 및 Cp2기를 연결하는 기이고, ZR3R4기를 나타내고, Z는 규소 또는 탄소 원자를 나타내고, R3 및 R4는 동일하거나 상이하며, 각각 1 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기, 바람직하게는 메틸을 나타내고,P is a group linking two Cp 1 and Cp 2 groups, represents a ZR 3 R 4 group, Z represents a silicon or a carbon atom, R 3 and R 4 are the same or different, each having 1 to 20 carbon atoms an alkyl group comprising, preferably methyl;

y는 0 이상의 정수이고,y is an integer greater than or equal to 0,

x는 0 이상의 정수이거나 정수가 아니며,x is an integer greater than or equal to 0 or is not an integer,

L은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 구성되는 군에서 선택되는 알칼리 금속을 나타내고,L represents an alkali metal selected from the group consisting of lithium, sodium and potassium,

N은 에테르 분자, 바람직하게는 디에틸에테르 또는 테트라히드로푸란을 나타내고,N represents an ether molecule, preferably diethylether or tetrahydrofuran,

R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, 탄소기를 나타낸다.R 1 and R 2 are the same or different and represent a carbon group.

본원에서, 용어 "a와 b 사이"로 표시된 임의의 값의 간격은 a 초과부터 b 미만까지 값들의 범위(즉, a 및 b는 배제됨)를 나타내는 반면, 용어 "a 내지 b"로 표시되는 임의의 값의 간격은 a부터 b까지 확장되는 값들의 범위(즉, 절대적인 한계인 a 및 b를 포함)를 의미한다. As used herein, the interval of any value denoted by the term “between a and b” represents a range of values from greater than a to less than b (ie, excluding a and b), whereas the interval of any value denoted by the term “a to b” is The interval of values of is meant a range of values extending from a to b (ie, including absolute limits a and b).

촉매 시스템 또는 조성물의 성분을 정의하기 위해 사용되는 용어 "기반"은 이들 성분의 혼합물, 또는 이들 성분의 일부 또는 전부가 서로 반응한 생성물을 의미하는 것으로 이해된다.The term “based” as used to define the components of a catalyst system or composition is understood to mean a mixture of these components, or a product in which some or all of these components have reacted with each other.

달리 명시되지 않는 한, 단량체를 공중합체에 삽입한 결과인 단위의 함량은 공중합체의 모든 단량체 단위에 대한 몰 백분율로 표시된다. "공중합체의 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 x몰%"로 표시되는 공중합체에서 에틸렌 단위의 함량은 공중합체의 에틸렌 단위의 몰수와 공중합체의 총 단량체 단위 수 사이의 비로 계산되고, 비는 100을 곱하고, 공중합체의 총 단량체 단위 수는 공중합체에 존재하는 에틸렌 단위의 몰과 미르센 단위의 몰의 합이다.Unless otherwise specified, the content of units resulting from the incorporation of a monomer into the copolymer is expressed as a molar percentage of all monomer units in the copolymer. The content of ethylene units in the copolymer expressed as "x mol% of ethylene units and myrcene units in the copolymer" is calculated as the ratio between the number of moles of ethylene units in the copolymer and the total number of monomer units in the copolymer, the ratio being 100 , and the total number of monomer units in the copolymer is the sum of moles of ethylene units and moles of myrcene units present in the copolymer.

본원에 언급되는 화합물은 화석 또는 생물 기원의 것일 수 있다. 후자의 경우, 그들은 바이오매스(biomass)로부터 부분적으로 또는 전적으로 발생되거나, 바이오매스로부터 비롯된 재생 가능한 출발 물질로부터 얻어질 수 있다. 단량체는 특히 관련된다.The compounds referred to herein may be of fossil or biological origin. In the latter case, they can be partially or wholly generated from biomass or obtained from renewable starting materials derived from biomass. Monomers are particularly relevant.

상기 미르센은 치환된 1,3-디엔으로서, 미르센은 화학식 (1)로 표시되는 1,2 위치 배열, 화학식 (2)로 표시되는 3,4 위치 배열 및 하기 화학식 (3)으로 표시되는 트랜스 형태로 발생할 수 있다. 미르센의 중합으로 인한 단위는 미르센 단위로 알려져있다.The myrcene is a substituted 1,3-diene, and myrcene is represented by the 1,2-position arrangement represented by Formula (1), the 3,4-position arrangement represented by Formula (2), and the following Formula (3) It can occur in trans form. The units resulting from the polymerization of myrcene are known as myrcene units.

Figure pct00001
Figure pct00001

또한 잘 알려진 바와 같이, 에틸렌 단위는 -(CH2-CH2)- 모티프의 단위이다.As is also well known, ethylene units are units of the -(CH 2 -CH 2 )- motif.

본 발명에 따른 방법은 에틸렌 및 미르센 공중합체를 제조하는 것을 가능하게 하며, 이는 공중합체의 단량체 단위가 에틸렌 및 미르센의 중합으로부터 생성되는 단위, 즉 에틸렌 단위 및 미르센 단위임을 의미한다. 따라서 상기 공중합체는 에틸렌 단위 및 미르센 단위를 포함한다.The process according to the invention makes it possible to prepare ethylene and myrcene copolymers, which means that the monomer units of the copolymer are units resulting from the polymerization of ethylene and myrcene, ie ethylene units and myrcene units. Thus, the copolymer contains ethylene units and myrcene units.

에틸렌 및 미르센 공중합체는 50몰%와 95몰% 사이의 에틸렌 단위를 포함한다. 즉, 공중합체의 에틸렌 단위는 공중합체의 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 50몰%와 95몰% 사이를 나타낸다. 또 다른 본질적인 특징은 또한 1,2 및 3,4 위치 배열의 미르센 단위인 미르센 단위를 50몰% 이상으로 포함한다는 것이다. 즉, 공중합체의 미르센 단위는 그들이 1,2 또는 3,4 위치 배열이든 상관없이, 공중합체의 미르센 단위의 50몰% 이상을 나타낸다. 바람직하게는, 1,2 및 3,4 위치 배열의 공중합체의 미르센 단위는 공중합체의 미르센 단위의 55몰% 이상이다. 공중합체에서 미르센 단위의 100몰%의 나머지 부분은 완전히 또는 부분적으로 1,4 위치 배열의 미르센 단위로 형성된다. 본 발명의 양태들 중 어느 하나에 따르면, 바람직하게는 1,4 위치 배열의 미르센 단위의 절반 이상이 트랜스-1,4 위치 배열이고, 보다 바람직하게는 1,4 위치 배열의 모든 미르센 단위가 트랜스-1,4 위치 배열이다. The ethylene and myrcene copolymers contain between 50 and 95 mole % ethylene units. That is, the ethylene units of the copolymer represent between 50 mol% and 95 mol% of the ethylene units and myrcene units of the copolymer. Another essential feature is that it also contains at least 50 mole % of myrcene units, which are myrcene units in the 1,2 and 3,4 positional configurations. That is, the myrcene units of the copolymer represent at least 50 mole % of the myrcene units of the copolymer, regardless of whether they are in the 1, 2 or 3, 4 position configuration. Preferably, the myrcene units of the copolymer of the 1,2 and 3,4 positional configurations are at least 55 mol% of the myrcene units of the copolymer. The remaining portion of 100 mol% of myrcene units in the copolymer is completely or partially formed of myrcene units in the 1,4-position configuration. According to any one of the aspects of the present invention, preferably at least half of the myrcene units in the 1,4-position configuration are in the trans-1,4-position configuration, more preferably all myrcene units in the 1,4-position configuration is the trans-1,4-position configuration.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 공중합체의 에틸렌 단위는 공중합체의 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 60몰% 이상을 나타낸다. 보다 바람직하게는, 상기 공중합체의 에틸렌 단위는 공중합체의 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 60몰% 내지 90몰%를 나타낸다.According to a preferred embodiment of the present invention, the ethylene units of the copolymer represent at least 60 mol% of the ethylene units and myrcene units of the copolymer. More preferably, the ethylene units of the copolymer represent 60 mol% to 90 mol% of the ethylene units and myrcene units of the copolymer.

본 발명의 보다 바람직한 양태에 따르면, 상기 공중합체의 에틸렌 단위는 공중합체의 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 70몰% 이상을 나타낸다. 보다 바람직하게는, 상기 공중합체의 에틸렌 단위는 상기 공중합체의 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 70몰% 내지 90몰%를 나타낸다.According to a more preferred aspect of the present invention, the ethylene units of the copolymer represent 70 mol% or more of the ethylene units and myrcene units of the copolymer. More preferably, the ethylene units of the copolymer represent 70 mol% to 90 mol% of the ethylene units and myrcene units of the copolymer.

바람직하게는, 상기 공중합체는 -35℃ 미만, 특히 -70℃와 -35℃사이의 유리 전이 온도를 갖는다.Preferably, the copolymer has a glass transition temperature of less than -35°C, in particular between -70°C and -35°C.

보다 바람직하게는, 본 발명의 양태 중 어느 하나에 따라 제조된 공중합체, 특히 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따라 설명되는 이들은 엘라스토머이다.More preferably, the copolymers prepared according to any one of the embodiments of the invention, in particular those described according to any one of claims 1 to 12, are elastomers.

본 발명의 요건에 사용되는 촉매 시스템은 하나 이상의 화학식 (I)의 메탈로센 및 화학식 (II)의 유기 마그네슘 화합물을 기반으로 하는 촉매 시스템이다.The catalyst system used in the requirements of the present invention is a catalyst system based on at least one metallocene of formula (I) and an organomagnesium compound of formula (II).

P(Cp1Cp2)Nd(BH4)(1+y)-Ly-Nx (I)P(Cp 1 Cp 2 )Nd(BH 4 ) (1+y) -L y -N x (I)

MgR1R2 (II)MgR 1 R 2 (II)

Cp1 및 Cp2는 동일하거나 상이하고, 화학식 C13H8의 치환된 플루오레닐기 및 비치환된 플루오레닐기로 구성되는 군에서 선택되며, Cp 1 and Cp 2 are the same or different and are selected from the group consisting of a substituted fluorenyl group and an unsubstituted fluorenyl group of formula C 13 H 8 ,

P는 2개의 Cp1 및 Cp2기를 연결하는 기이고, ZR3R4기를 나타내고, Z는 규소 또는 탄소 원자를 나타내고, R3 및 R4는 동일하거나 상이하며, 각각 1 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기, 바람직하게는 메틸을 나타내고,P is a group linking two Cp 1 and Cp 2 groups, represents a ZR 3 R 4 group, Z represents a silicon or a carbon atom, R 3 and R 4 are the same or different, each having 1 to 20 carbon atoms an alkyl group comprising, preferably methyl;

y는 0 이상의 정수이고,y is an integer greater than or equal to 0,

x는 0 이상의 정수이거나 정수가 아니며,x is an integer greater than or equal to 0 or is not an integer,

L은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 구성되는 군에서 선택되는 알칼리 금속을 나타내고,L represents an alkali metal selected from the group consisting of lithium, sodium and potassium,

N은 에테르 분자, 바람직하게는 디에틸에테르 또는 테트라히드로푸란을 나타내고,N represents an ether molecule, preferably diethylether or tetrahydrofuran,

R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, 탄소기를 나타낸다.R 1 and R 2 are the same or different and represent a carbon group.

치환된 플루오레닐기로서, 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼 또는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 아릴 라디칼에 의해 치환된 이들이 언급될 수 있다. 라디칼의 선택은 또한 치환된 플루오렌에 상응하는 분자에 대한 접근성에 의해 안내되는데, 이는 치환된 플루오렌이 상업적으로 이용 가능하거나, 쉽게 합성될 수 있기 때문이다. As the substituted fluorenyl group, mention may be made of those substituted by an alkyl radical having 1 to 6 carbon atoms or an aryl radical having 6 to 12 carbon atoms. The choice of radical is also guided by the accessibility of the molecule corresponding to the substituted fluorene, since the substituted fluorene is either commercially available or can be readily synthesized.

보다 구체적으로, 치환된 플루오레닐기로서, 2,7-디(tert-부틸)플루오레닐기 및 3,6-디(tert-부틸)플루오레닐기가 언급될 수 있다. 2, 3, 6 및 7 위치는 각각 하기 화학식에 표시된 고리의 탄소 원자의 위치를 나타내고, 9 위치는 연결 P가 부착되는 탄소 원자에 해당한다.More specifically, as the substituted fluorenyl group, a 2,7-di(tert-butyl)fluorenyl group and a 3,6-di(tert-butyl)fluorenyl group can be mentioned. Positions 2, 3, 6 and 7 each represent the position of a carbon atom of the ring shown in the following formula, and position 9 corresponds to the carbon atom to which the linkage P is attached.

Figure pct00002
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촉매 시스템은 일반적으로 중합 용매 및 단량체를 함유하는 반응기에 도입된다. The catalyst system is generally introduced into a reactor containing polymerization solvent and monomers.

상기 촉매 시스템은 특허 출원 WO 2007054224에 개시된 것과 유사한 공정에 의해 통상적으로 제조될 수있다. 예를 들어, 유기 마그네슘 화합물 및 메탈로센은 일반적으로 20 내지 80℃ 범위의 온도에서 5분과 60분 사이의 시간 동안 탄화수소 용매에서 반응될 수 있다. 상기 촉매 시스템은 일반적으로 메틸사이클로헥산과 같은 지방족 탄화수소 용매, 또는 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소 용매에서 제조된다. 일반적으로, 상기 촉매 시스템은, 합성 후, 본 발명에 따른 공중합체의 합성을 위한 공정에서 이러한 형태로 사용된다.The catalyst system can be conventionally prepared by a process similar to that disclosed in patent application WO 2007054224. For example, the organomagnesium compound and the metallocene may be reacted in a hydrocarbon solvent at a temperature generally in the range of 20 to 80° C. for a time between 5 minutes and 60 minutes. The catalyst system is generally prepared in an aliphatic hydrocarbon solvent such as methylcyclohexane, or an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene. In general, the catalyst system, after synthesis, is used in this form in the process for the synthesis of the copolymer according to the invention.

대안적으로, 촉매 시스템은 특허 출원 WO 2017093654 A1 또는 특허 출원 WO 2018020122 A1에 개시된 것과 유사한 공정에 의해 제조될 수 있다. 이 대안에 따르면, 상기 촉매 시스템은 공액 디엔, 에틸렌 또는 에틸렌과 공액 디엔의 혼합물에서 선택되는 예비 형성 단량체를 추가로 함유하며, 이 경우 상기 촉매 시스템은 적어도 메탈로센, 유기 마그네슘 화합물 및 예비 형성 단량체를 기반으로 한다. 예를 들어, 상기 유기 마그네슘 화합물과 상기 메탈로센은 일반적으로 20℃ 내지 80℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 탄화수소 용매에서 반응하여 첫 번째 반응 생성물을 얻은 다음, 공액 디엔, 에틸렌 또는 에틸렌과 공액 디엔의 혼합물에서 선택되는 예비 형성 단량체가 첫 번째 반응 생성물과 40℃ 내지 90℃ 범위의 온도에서 1시간 내지 12시간 동안 반응한다. 따라서, 수득된 촉매 시스템은 본 발명에 따른 방법에서 즉시 사용되거나, 본 발명에 따른 방법에서 이의 사용 전에 불활성 분위기하에 저장될 수 있다.Alternatively, the catalyst system may be prepared by a process analogous to that disclosed in patent application WO 2017093654 A1 or patent application WO 2018020122 A1. According to this alternative, the catalyst system further contains a preforming monomer selected from a conjugated diene, ethylene or a mixture of ethylene and a conjugated diene, wherein the catalyst system comprises at least a metallocene, an organomagnesium compound and a preforming monomer is based on For example, the organomagnesium compound and the metallocene are generally reacted at a temperature of 20°C to 80°C in a hydrocarbon solvent for 10 to 20 minutes to obtain a first reaction product, and then conjugated with a conjugated diene, ethylene or ethylene. A pre-forming monomer selected from the mixture of dienes is reacted with the first reaction product at a temperature ranging from 40° C. to 90° C. for 1 hour to 12 hours. Thus, the catalyst system obtained can be used immediately in the process according to the invention or stored under an inert atmosphere before its use in the process according to the invention.

촉매 시스템을 제조하기 위해 사용되는 메탈로센은 결정질 또는 비결정질 분말 형태일 수 있으며, 또는 단결정 형태일 수 있다. 상기 메탈로센은 단량체 또는 이량체 형태로 제공될 수 있으며, 이들 형태는 메탈로센의 제조 방법에 따라 달라지며, 예를 들어, 특허 출원 WO 2007054224에 개시되어 있다. 메탈로센은 통상적으로 특허 출원 WO 2007054224에 개시된 것과 유사한 방법, 특히 불활성 및 무수 조건 하에서, 에테르, 예를 들어, 디에틸 에테르 또는 테트라히드로푸란과 같은 적합한 용매, 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 용매에서, 리간드의 알칼리 금속 염과 희토류 금속 보로하이드라이드의 반응에 의해 제조될 수 있다. 반응 후, 상기 메탈로센은 제2 용매로부터 여과 또는 침전과 같은 당업자에게 공지된 기술에 의해 반응 부산물로부터 분리된다. 결국, 상기 메탈로센은 건조되고, 고체 형태로 분리된다.The metallocene used to prepare the catalyst system may be in the form of a crystalline or amorphous powder, or may be in the form of a single crystal. The metallocene may be provided in the form of a monomer or a dimer, and these forms depend on a method for preparing the metallocene, and are disclosed in, for example, patent application WO 2007054224. Metallocenes are usually prepared in a manner similar to that disclosed in patent application WO 2007054224, in particular under inert and anhydrous conditions, in a suitable solvent such as an ether, for example diethyl ether or tetrahydrofuran, or any other solvent known to the person skilled in the art. In , it can be prepared by reaction of an alkali metal salt of a ligand with a rare earth metal borohydride. After the reaction, the metallocene is separated from the reaction by-products by techniques known to those skilled in the art, such as filtration or precipitation from a second solvent. Eventually, the metallocene is dried and isolated in solid form.

유기 금속 화합물의 존재 하에서 수행되는 모든 합성과 마찬가지로, 상기 메탈로센 및 이의 촉매 시스템의 합성은 불활성 분위기 하 무수 조건 하에서 일어난다. 일반적으로, 상기 반응은 무수 질소 또는 아르곤 하에서 무수 용매 및 화합물로부터 시작하여 수행된다.As with all syntheses carried out in the presence of organometallic compounds, the syntheses of the metallocenes and their catalyst systems take place under anhydrous conditions under an inert atmosphere. In general, the reaction is carried out starting from anhydrous solvents and compounds under dry nitrogen or argon.

바람직하게는, 상기 메탈로센은 화학식 (Ia), (Ib), (Ic), (Id) 또는 (Ie)이고, 여기서 기호 Flu는 화학식 C13H8의 플루오레닐기를 나타낸다.Preferably, the metallocene is of the formula (Ia), (Ib), (Ic), (Id) or (Ie), wherein the symbol Flu represents a fluorenyl group of the formula C 13 H 8 .

[{Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)2Li(THF)}2] (Ia)[{Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)} 2 ] (Ia)

[Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)2Li(THF)] (Ib)[Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] (Ib)

[Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)(THF)] (Ic)[Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 )(THF)] (Ic)

[{Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)(THF)}2] (Id)[{Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 )(THF)} 2 ] (Id)

[Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)] (Ie)[Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 )] (Ie)

본 발명의 요건에 사용되는 유기 마그네슘 화합물은 화학식 MgR1R2이고, 여기서 R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, 탄소기를 나타낸다. 탄소기는 하나 이상의 탄소 원자를 함유하는 기를 의미한다. 바람직하게는, R1 및 R2는 2 내지 10개의 탄소 원자를 함유한다. 보다 바람직하게는, R1 및 R2는 각각 알킬을 나타낸다. 상기 유기 마그네슘 화합물은 유리하게는 디알킬마그네슘 화합물, 보다 유리하게는 부틸에틸마그네슘 또는 부틸옥틸마그네슘, 보다 더 유리하게는 부틸옥틸마그네슘이다.The organomagnesium compound used in the requirements of the present invention has the formula MgR 1 R 2 , wherein R 1 and R 2 are the same or different and represent a carbon group. A carbon group means a group containing one or more carbon atoms. Preferably, R 1 and R 2 contain 2 to 10 carbon atoms. More preferably, R 1 and R 2 each represent alkyl. The organomagnesium compound is advantageously a dialkylmagnesium compound, more advantageously butylethylmagnesium or butyloctylmagnesium, even more advantageously butyloctylmagnesium.

본 발명의 양태 중 어느 하나에 따르면, 상기 메탈로센을 구성하는 금속 Nd에 대한 유기 마그네슘 화합물의 몰비는 바람직하게는 1부터 100까지 확장되는 범위 내에 있고, 더욱 바람직하게는 1 이상 10 미만이다. 1 이상 10 미만 값의 범위는 특히 높은 몰 질량의 공중합체를 얻는데 더 유리하다.According to any one of the aspects of the present invention, the molar ratio of the organomagnesium compound to the metal Nd constituting the metallocene is preferably within a range extending from 1 to 100, and more preferably from 1 to less than 10. A range of values from 1 to less than 10 is particularly advantageous for obtaining high molar mass copolymers.

당업자는 또한 중합 및 다양한 화학 반응을 수행하는데 사용되는 장비(장치, 반응기)에 따라, 중합 조건 및 각 반응물(촉매 시스템의 성분, 단량체)의 농도를 조정한다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 상기 촉매 시스템 및 중합 용매(들)의 단량체의 공중합 및 취급은 무수 조건 하에서 및 불활성 분위기 하에서 일어난다. 상기 중합 용매는 일반적으로 지방족 또는 방향족 탄화수소 용매이다.A person skilled in the art also adjusts the polymerization conditions and the concentration of each reactant (components of the catalyst system, monomers) according to the equipment (equipment, reactor) used to carry out the polymerization and various chemical reactions. As is known to those skilled in the art, the copolymerization and handling of the monomers of the catalyst system and polymerization solvent(s) takes place under anhydrous conditions and under an inert atmosphere. The polymerization solvent is generally an aliphatic or aromatic hydrocarbon solvent.

중합은 바람직하게는 연속적으로 또는 배치 방식으로 용액에서 수행된다. 상기 중합 용매는 방향족 또는 지방족 탄화수소 용매일 수 있다. 중합 용매의 예로서, 톨루엔 및 메틸사이클로헥산이 언급될 수 있다. 유리하게는, 상기 중합은 탄화수소 용매 중의 용액에서 수행된다.The polymerization is preferably carried out in solution continuously or in batch mode. The polymerization solvent may be an aromatic or aliphatic hydrocarbon solvent. As examples of the polymerization solvent, toluene and methylcyclohexane may be mentioned. Advantageously, the polymerization is carried out in solution in a hydrocarbon solvent.

공중합, 즉 에틸렌 및 미르센 중합은, 일반적으로 무수 조건하에서 그리고 산소의 부재 하에서, 불활성 기체의 선택적인 존재하에 수행된다. 중합 온도는 일반적으로 30℃ 내지 150℃, 바람직하게는 30℃ 내지 120℃ 범위 내에서 달라진다. 이들 온도 범위는 본 발명의 양태 중 어느 하나, 특히 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 따라 기술된 것들에 적용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 공중합은 일정한 에틸렌 압력에서 수행된다.Copolymerization, ie polymerization of ethylene and myrcene, is carried out in the selective presence of an inert gas, generally under anhydrous conditions and in the absence of oxygen. The polymerization temperature generally varies within the range from 30°C to 150°C, preferably from 30°C to 120°C. These temperature ranges are applicable to any one of the aspects of the invention, in particular those described according to any one of claims 1 to 12. Preferably, the copolymerization is carried out at constant ethylene pressure.

상기 중합은 중합 매질을 냉각하거나, 알코올, 바람직하게는 1 내지 3개의 탄소 원자를 함유하는 알코올, 예를 들어 에탄올을 첨가함으로써 중지될 수 있다. 상기 중합체는, 예를 들어, 침전에 의해, 감압하에 용매의 증발에 의해, 또는 스팀 스트리핑에 의해서와 같은 당업자에게 공지된 통상적인 기술에 따라 회수될 수 있다.The polymerization can be stopped by cooling the polymerization medium or by adding an alcohol, preferably an alcohol containing 1 to 3 carbon atoms, for example ethanol. The polymer can be recovered according to conventional techniques known to the person skilled in the art, such as, for example, by precipitation, by evaporation of the solvent under reduced pressure, or by steam stripping.

본 발명에 따른 제조 방법의 또 다른 본질적인 특징은 중합 동안 에틸렌 및 미르센을 반응기에 연속적인 첨가를 포함한다는 것이다. 즉, 상기 반응기는 공급 반응기(fed reactor)이다. 미르센 및 에틸렌의 성장하는 중합체 사슬에의 결합은 일반적으로 무작위이기 때문에, 이 연속적인 첨가는 특히 중합 매질에서 단량체의 조성을 조절함으로써, 성장하는 중합체 사슬에서 단량체의 결합 정도를 조절하는데 도움이 된다. 이것은 중합 동안 반응기에서 각 단량체의 소비를 보상할 수 있다. 이러한 첨가는 공중합체의 합성 전체에 걸쳐 공중합체의 조성을 더 잘 제어할 수 있게 한다. 따라서 사슬을 따른 이의 조성이 이들의 합성 전반에 걸쳐 조절되는 공중합체를 제조할 수 있고, 에틸렌 단위의 몰 농도가 매우 높더라도 낮은 결정성을 갖는 공중합체를 얻을 수 있다. 특히, 사슬의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 조성이 거의 일정한 공중합체의 제조 또한 가능하다.Another essential feature of the process according to the invention is that it comprises the continuous addition of ethylene and myrcene to the reactor during polymerization. That is, the reactor is a fed reactor. Since the binding of myrcene and ethylene to the growing polymer chain is generally random, this successive addition helps to control the degree of binding of the monomer in the growing polymer chain, particularly by controlling the composition of the monomer in the polymerization medium. This can compensate for the consumption of each monomer in the reactor during polymerization. This addition allows better control over the composition of the copolymer throughout its synthesis. It is thus possible to prepare copolymers whose composition along the chain is controlled throughout their synthesis, and to obtain copolymers with low crystallinity even when the molar concentration of ethylene units is very high. In particular, it is also possible to prepare copolymers whose composition is almost constant from one end of the chain to the other.

반응기에 연속적으로 첨가되는 상기 에틸렌 및 미르센은 반응기에 도입되기 전에 혼합될 수 있고, 따라서, 이 후 단량체 혼합물을 형성하여 반응기에 연속적으로 도입될 수 있다. 대안적으로, 상기 에틸렌 및 미르센은 개별적으로 반응기에 도입되고, 즉, 이들이 반응기에 도입되기 전에 서로 접촉하지 않는다. 상기 에틸렌 및 미르센이 단량체 혼합물의 형태로 반응기에 연속적으로 첨가될 때, 단량체 혼합물의 에틸렌과 단량체 혼합물의 미르센 사이의 몰비는 바람직하게는 1/9 내지 19/1, 보다 바람직하게는 1/1 내지 9/1의 범위 내 일 수 있다. 따라서, 첨가된 혼합물은 바람직하게는 10/90 내지 95/5, 보다 바람직하게는 50/50 내지 90/10 범위의 에틸렌/미르센 몰 조성을 갖는다. 상기 에틸렌 및 미르센이 반응기에 개별적으로 연속적으로 첨가될 때, 상기 에틸렌 및 미르센의 유속은 반응기에 첨가되는 에틸렌과 반응기에 첨가되는 미르센 사이의 몰비가 1/9 내지 19/1, 보다 바람직하게는 1/1 내지 9/1 범위 내에 있다.The ethylene and myrcene, which are continuously added to the reactor, may be mixed before being introduced into the reactor, and thus, thereafter may be continuously introduced into the reactor to form a monomer mixture. Alternatively, the ethylene and myrcene are introduced into the reactor separately, ie they are not in contact with each other before they are introduced into the reactor. When the ethylene and myrcene are continuously added to the reactor in the form of a monomer mixture, the molar ratio between ethylene of the monomer mixture and myrcene of the monomer mixture is preferably 1/9 to 19/1, more preferably 1/ It may be in the range of 1 to 9/1. Thus, the added mixture preferably has an ethylene/myrcene molar composition in the range from 10/90 to 95/5, more preferably from 50/50 to 90/10. When the ethylene and myrcene are separately and continuously added to the reactor, the flow rates of the ethylene and myrcene are more preferably in a molar ratio between ethylene added to the reactor and myrcene added to the reactor from 1/9 to 19/1, more preferably from 1/9 to 19/1. usually in the range of 1/1 to 9/1.

공정을 수행하기 위한 장치는, 한편으로는, 반응 매질의 미르센 농도 및, 다른 한편으로는, 반응기의 에틸렌 압력 또는 반응 매질의 에틸렌 농도를 측정하기 위한 하나 이상의 수단을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 상기 측정 수단은 적외선 범위의 흡광도 유형의 방법, 또는 자외선/가시광선 범위의 흡광도 유형의 방법을 사용하거나, 가스 크로마토그래피를 사용하여 수행될 수 있다.The apparatus for carrying out the process may comprise one or more means for measuring, on the one hand, the myrcene concentration of the reaction medium and, on the other hand, the ethylene pressure of the reactor or the ethylene concentration of the reaction medium. As a non-limiting example, the measuring means may be performed using a method of the absorbance type in the infrared range, or an absorbance type method in the ultraviolet/visible range, or using gas chromatography.

본 발명의 특정 양태에 따르면, 단량체의 첨가를 관리하기 위한 시스템은 반응기에서 에틸렌 및 미르센의 농도를 일정하게 유지하고, 따라서 조성 구배가 없는 랜덤 중합체를 보장하기 위해 반응기에 결합될 수 있다.According to certain embodiments of the present invention, a system for managing the addition of monomers can be coupled to the reactor to ensure that the concentrations of ethylene and myrcene in the reactor are constant, thus ensuring a random polymer free from composition gradients.

한 작동 모드에서, 상기 반응 매질의 에틸렌 농도는 연속적인 에틸렌 첨가로 반응기 내 압력을 관리함으로써 일정하게 유지된다. 구체적으로, 상기 에틸렌 소비는 반응기 내 에틸렌 압력을 일정하게 유지하고, 변화할 수 있는 유속으로 지속적으로 에틸렌을 주입함으로써 보상된다. 마찬가지로, 이 작동 모드에서, 미르센의 소비는 반응기에 미르센을 첨가하여 보상된다.In one mode of operation, the ethylene concentration of the reaction medium is kept constant by controlling the pressure in the reactor with continuous ethylene additions. Specifically, the ethylene consumption is compensated by maintaining a constant ethylene pressure in the reactor and continuously injecting ethylene at a variable flow rate. Likewise, in this mode of operation, the consumption of myrcene is compensated by the addition of myrcene to the reactor.

하나의 변형에서, 상기 에틸렌 및 미르센은 미리 결정된 유동비에 따라 주입된다. 따라서, 상기 단량체의 주입은 반응기 내의 에틸렌 압력 및 반응 매질 내의 미르센 농도 및 당업자에게 이용 가능한 다양한 도구(실험, 디지털 시뮬레이션)에 의해 알려진 유량비에 의해 제어되고, 사용되는 촉매 시스템에 적합하다.In one variant, the ethylene and myrcene are injected according to a predetermined flow ratio. Thus, the injection of the monomer is controlled by the ethylene pressure in the reactor and the myrcene concentration in the reaction medium and the flow rate known by the various tools available to the person skilled in the art (experimental, digital simulation) and is suitable for the catalyst system used.

이 변형에 따르면, 상기 미르센은 유리하게는 액체 형태로 주입된다. 이 변형에 따르면, 상기 에틸렌은 유리하게는 가스 형태로 주입된다. 상기 반응기는 일반적으로 반응기 내부의 압력을 측정하기 위한 수단을 포함하며, 반응기의 압력을 제어하기 위한 자동 제어기에 연결되어 에틸렌 주입 유속을 제어한다. 밸브를 열어서 제어되고, 유량 측정 수단에 의해 각각 측정되는 상기 에틸렌 및 미르센 주입 유량은 더욱이 미리 설정된 유량 비를 준수하도록 에틸렌 및 미르센의 공급 유량 비의 제어기에 의해 제어된다. According to this variant, the myrcene is advantageously injected in liquid form. According to this variant, the ethylene is advantageously injected in gaseous form. The reactor generally includes means for measuring the pressure inside the reactor and is connected to an automatic controller for controlling the pressure in the reactor to control the ethylene injection flow rate. The ethylene and myrcene injection flow rates, which are controlled by opening the valve and measured respectively by the flow rate measuring means, are further controlled by the controller of the feed flow rate ratio of ethylene and myrcene so as to comply with a preset flow rate ratio.

두 번째 변형에서, 에틸렌 및 미르센의 혼합물이 주입된다. 상기 반응기는 반응 매질에서 에틸렌 및 미르센의 농도를 측정하기 위한 수단을 포함한다. 이 측정 수단은 밸브를 통해 에틸렌 및 미르센 혼합물의 주입 유량을 제어하는 자동 제어기에 연결된다. 이 두 번째 변형에 따르면, 상기 에틸렌 및 미르센의 혼합물은 유리하게는 액체 형태로 주입된다.In the second variant, a mixture of ethylene and myrcene is injected. The reactor comprises means for measuring the concentrations of ethylene and myrcene in the reaction medium. This measuring means is connected to an automatic controller which controls the injection flow rate of the ethylene and myrcene mixture through a valve. According to this second variant, the mixture of ethylene and myrcene is advantageously injected in liquid form.

상기 공정은 유리하게는 반-연속 공정으로서, 이 공정에서 에틸렌 및 미르센은 중합 동안 반응기에 연속적으로 첨가된다. 중합 반응 매질은 유리하게는 교반된다. 상기 반응기는 유리하게는 예를 들어 여러 블레이드를 갖는 적어도 하나의 교반 수단을 포함한다. 반응 매질의 온도는 유리하게는 중합 동안 일정하게 유지된다. 반응기의 총 압력은 유리하게는 일정하게 유지된다.The process is advantageously a semi-continuous process, in which ethylene and myrcene are continuously added to the reactor during polymerization. The polymerization reaction medium is advantageously stirred. Said reactor advantageously comprises at least one stirring means, for example with several blades. The temperature of the reaction medium is advantageously kept constant during the polymerization. The total pressure in the reactor is advantageously kept constant.

공중합체는, 특히 이것이 엘라스토머인 경우, 고무 조성물에 사용될 수있다.Copolymers can be used in rubber compositions, especially when they are elastomers.

상기 고무 조성물은 가교 시스템을 포함한다.The rubber composition comprises a crosslinking system.

상기 가교 시스템은 황, 황 공여체, 과산화물, 비스말레이미드 또는 이들의 혼합물을 기반으로 할 수 있다. 상기 가교 시스템은 바람직하게는 가황(vulcanization) 시스템, 즉 황(또는 황 공여체) 및 1차 가황 촉진제에 기반한 시스템이다. 산화아연, 스테아르산 또는 등가 화합물, 또는 구아니딘 유도체(특히 디페닐구아니딘), 또는 기타 공지된 가황 지연제와 같은 다양한 공지된 2차 가황 촉진제 또는 가황 활성제가 이 베이스 가황 시스템에 첨가될 수 있다.The crosslinking system may be based on sulfur, a sulfur donor, peroxide, bismaleimide or mixtures thereof. The crosslinking system is preferably a vulcanization system, ie a system based on sulfur (or sulfur donor) and a primary vulcanization accelerator. Various known secondary vulcanization accelerators or vulcanization activators such as zinc oxide, stearic acid or equivalent compounds, or guanidine derivatives (especially diphenylguanidine), or other known vulcanization retarders may be added to this base vulcanization system.

바람직하게는, 상기 고무 조성물은 강화 충전제를 포함한다. 상기 고무 조성물은 타이어의 제조에 사용될 수 있는 고무 조성물을 강화하는 능력으로 알려진 임의의 유형의 "강화" 충전제, 예를 들어 카본 블랙과 같은 유기 충전제, 실리카와 같은 강화 무기 충전제를 포함할 수 있고, 이것은 알려진 방식으로 결합제(coupling agent), 또는 이 두 가지 유형의 충전제의 혼합물과 결합된다. 이러한 강화 충전제는 일반적으로 나노 입자로 구성되며, 이것의 (중량) 평균 크기는 1마이크로미터 미만, 일반적으로 500nm 미만, 주로 20nm와 200nm 사이, 특히 보다 바람직하게는 20nm와 150nm 사이이다. 강화 충전제의 함량은 고무 조성물의 용도에 따라 당업자에 의해 조정된다.Preferably, the rubber composition comprises a reinforcing filler. The rubber composition may include any type of "reinforcing" filler known for its ability to reinforce rubber compositions that can be used in the manufacture of tires, for example organic fillers such as carbon black, reinforcing inorganic fillers such as silica, It is combined in a known manner with a coupling agent, or a mixture of these two types of fillers. These reinforcing fillers generally consist of nanoparticles, the average size (by weight) of which is less than 1 micrometer, usually less than 500 nm, mainly between 20 nm and 200 nm, particularly more preferably between 20 nm and 150 nm. The content of the reinforcing filler is adjusted by the person skilled in the art depending on the use of the rubber composition.

상기 고무 조성물은 가소제, 오존 방지제 또는 산화 방지제와 같은 타이어 용 고무 조성물에 사용되는 것으로 알려진 다른 첨가제를 추가로 함유할 수 있다.The rubber composition may further contain other additives known to be used in rubber compositions for tires, such as plasticizers, anti-ozonants or antioxidants.

상기 고무 조성물은 일반적으로 당업자에게 잘 알려진 2개의 연속적인 제조 단계를 사용하여 적절한 혼합기에서 제조된다: 130℃와 200℃ 사이의 최대 온도인, 고온에서 열역학적 작업 또는 반죽(kneading)의 첫 번째 단계("비생산적" 단계), 이어 일반적으로 110℃ 미만, 예를 들어 40℃와 100℃ 사이의 낮은 온도까지 기계적 작업의 두 번째 단계("생산적" 단계)를 거쳐, 마무리 단계 동안 가교 시스템이 도입된다.The rubber composition is generally prepared in a suitable mixer using two successive manufacturing steps well known to those skilled in the art: the first step of thermodynamic working or kneading at elevated temperatures, with a maximum temperature between 130° C. and 200° C. A "non-productive" stage), followed by a second stage of mechanical operation ("productive" stage) to temperatures as low as generally below 110 °C, for example between 40 °C and 100 °C, a crosslinking system is introduced during the finishing stage.

미가공 상태(가교 또는 가황 전) 또는 경화 상태(가교 또는 가황 후) 중 어느 하나일 수 있는 고무 조성물은 타이어 반제품에 사용될 수 있다.The rubber composition, which may be either in a raw state (before crosslinking or vulcanization) or in a cured state (after crosslinking or vulcanization), can be used in semi-finished tires.

타이어는 상기 기재된 변형 중 어느 하나에 따라 정의된 바와 같은 고무 조성물을 포함한다.The tire comprises a rubber composition as defined according to any one of the variants described above.

본 발명의 상기 언급된 특징 및 또한 다른 것들은 비제한적인 예시로서 제공되는, 본 발명의 여러 구현예에 대한 하기의 설명을 읽으면 보다 명확하게 이해될 것이다.The above-mentioned features and also others of the present invention will be more clearly understood upon reading the following description of various embodiments of the present invention, which are provided by way of non-limiting example.

본 발명의 실시예 embodiment of the present invention

메탈로센 [Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)2Li(THF)] 및 [Me2SiCpFluNd(μ-BH4)2Li(THF)]를 제외한 모든 반응물은 상업적으로 얻으며, 이는 특허 출원 WO 2007054224 및 WO 2007054223에 개시된 방법 따라 제조한다.All reactants except metallocene [Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] and [Me 2 SiCpFluNd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] are obtained commercially, which are patent pending It is prepared according to the methods disclosed in WO 2007054224 and WO 2007054223.

부틸옥틸마그네슘 BOMAG(헵탄 중 20%, C=0.88mol.L-1)는 Chemtura에서 유래하며, 불활성 분위기하에서 Schlenk 튜브에 저장한다. N35 등급의 에틸렌은 Air Liquide에서 유래하며, 사전 정제없이 사용한다. 미르센(순도≥95%)은 Sigma-Aldrich에서 얻는다.Butyloctylmagnesium BOMAG (20% in heptane, C=0.88 mol.L -1 ) is from Chemtura and stored in Schlenk tubes under an inert atmosphere. N35 grade ethylene comes from Air Liquide and is used without prior purification. Myrcene (purity≥95%) is obtained from Sigma-Aldrich.

1) 중합체의 미세구조 결정:1) Determination of the microstructure of the polymer:

스펙트럼 특성화 및 에틸렌/미르센 공중합체의 미세구조 측정을 핵 자기 공명(NMR) 분광법으로 수행한다.Spectral characterization and microstructure determination of ethylene/myrcene copolymers are performed by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.

-분광계: 이들 측정을 위해, Bruker cryo-BBFO z-grad 5mm 프로브가 장착된 Bruker Avance III HD 400MHz 분광기를 사용한다.-Spectrometer: For these measurements, a Bruker Avance III HD 400MHz spectrometer equipped with a Bruker cryo-BBFO z-grad 5mm probe is used.

-실험: 1H 실험은 30°의 경사각을 가진 고주파 펄스를 사용하여 기록하고, 반복 횟수는 5초의 재순환 지연과 함께 128회이다. HSQC(Heteronuclear Single Quantum Coherence) 및 HMBC(Heteronuclear Multiple-Bond Correlation) 1H-13C NMR 상관 실험(correlation experiment)은 반복 횟수 128회 및 증분 횟수 128회로 기록한다. 실험은 25℃에서 수행한다.-Experiment: A 1 H experiment is recorded using a high-frequency pulse with an inclination angle of 30°, and the number of repetitions is 128 with a recirculation delay of 5 s. Heteronuclear Single Quantum Coherence (HSQC) and Heteronuclear Multiple-Bond Correlation (HMBC) 1 H- 13 C NMR correlation experiments are recorded with 128 repetitions and 128 increments. Experiments are carried out at 25°C.

-샘플 준비: 샘플 25mg을 중수소화 클로로포름(CDCl3) 1mL에 녹인다.- Sample preparation: Dissolve 25 mg of sample in 1 mL of deuterated chloroform (CDCl 3 ).

-샘플 보정: 1H 및 13C 화학적 이동의 축을 δ1H=7.2ppm 및 δ13C=77ppm에서 용매(CHCl3)의 양성자화된 불순물에 대해 보정한다.-Sample Calibration: The axes of 1 H and 13 C chemical shifts are corrected for protonated impurities in the solvent (CHCl 3 ) at δ1H=7.2 ppm and δ13C=77 ppm.

-스펙트럼 할당: 기록된 다른 스펙트럼에서 미르센 A, B 및 C(도식 1)의 삽입 형태의 신호가 관찰되었다. S. Georges 등(S. Georges, M. Bria, P. Zinck 및 M. Visseaux, Polymer, 55 (2014), 3869-3878)에 따르면, C형의 -CH=기 No. 8'' 특성의 신호는 -CH=기 No. 3과 동일한 1H 및 13C 화학적 이동을 나타냈다.-Spectral assignment: Signals in the intercalated form of myrcene A, B and C (scheme 1) were observed in the different spectra recorded. According to S. Georges et al. (S. Georges, M. Bria, P. Zinck and M. Visseaux, Polymer, 55 (2014), 3869-3878), -CH=group No. The signal of the 8'' characteristic is -CH=group No. 3 showed the same 1 H and 13 C chemical shifts.

모티프 A, B 및 C의 신호 특징의 화학적 이동은 표 1에 나타난다. 상기 모티프 A, B 및 C는 각각 3,4 위치 배열, 1,2 위치 배열 및 트랜스-1,4 위치 배열의 단위에 해당한다. Chemical shifts of the signal features of motifs A, B and C are shown in Table 1. The motifs A, B, and C correspond to units of the 3,4-position sequence, the 1,2-position sequence, and the trans-1,4-position sequence, respectively.

도식 1:Scheme 1:

Figure pct00003
Figure pct00003

R1 및 R2는 중합체 사슬에 대한 단위의 부착 점을 나타낸다.R 1 and R 2 represent the point of attachment of the unit to the polymer chain.

Figure pct00004
Figure pct00004

Topspin 소프트웨어를 사용하여 1D 1H NMR 스펙트럼의 통합으로부터 정량화를 수행하였다.Quantification was performed from integration of 1D 1 H NMR spectra using Topspin software.

다른 모티프의 정량화를 위한 통합 신호는 다음과 같다:The integrated signals for quantification of different motifs are as follows:

- 에틸렌: 4개의 양성자에 해당하는 1.2 ppm에서의 신호- ethylene: signal at 1.2 ppm corresponding to 4 protons

- 총 미르센: 6개의 양성자에 해당하는 그룹 No.1(1.59 ppm)에 기인한 신호- Total myrcene: signal due to group No. 1 (1.59 ppm) corresponding to 6 protons

- 형태 A: 2개의 양성자에 해당하는 그룹 No. 7(4.67 ppm)에 기인한 신호- Form A: Group No. corresponding to two protons. Signal due to 7 (4.67 ppm)

- 형태 B: 1개의 양성자에 해당하는 그룹 No. 8'(5.54 ppm)에 기인한 신호- Form B: Group No. corresponding to one proton. Signal due to 8' (5.54 ppm)

미세구조의 정량화는 하기와 같이 몰 백분율(몰 %)로 수행한다:Quantification of the microstructure is carried out in mole percentages (mol %) as follows:

모티프의 몰% = 모티프의 1H 적분*100/Σ(각 모티프의 1H 적분).Mole % of motif = 1 H integral of motif*100/Σ ( 1 H integral of each motif).

2) 중합체의 유리 전이 온도 결정:2) Determination of the glass transition temperature of the polymer:

표준 ASTM D3418(1999)에 따른 시차 열량계(시차 주사 열량계)를 사용하여 유리 전이 온도를 측정한다.Glass transition temperature is measured using a differential calorimeter (differential scanning calorimeter) according to standard ASTM D3418 (1999).

3) 중합체의 결정화도 측정:3) Determination of the crystallinity of the polymer:

시차 주사 열량계(DSC)에 의해 사용되는 중합체의 온도 및 융합 및 결정화 엔탈피를 결정하기 위해 표준 ISO 11357-3:2011을 사용한다. 폴리에틸렌의 표준 엔탈피는 277.1J/g이다(Polymer Handbook, 4th Edition, J. Brandrup, E. H. Immergut 및 E. A. Grulke, 1999에 따름).The standard ISO 11357-3:2011 is used to determine the temperature and enthalpy of fusion and crystallization of polymers used by differential scanning calorimetry (DSC). The standard enthalpy of polyethylene is 277.1 J/g (according to Polymer Handbook, 4th Edition, J. Brandrup, E. H. Immergut and E. A. Grulke, 1999).

4) 중합체의 합성:4) Synthesis of polymers:

4.1 - 대조군 합성: 실시예 14.1 - Control Synthesis: Example 1

하기 방법에 따라 중합체를 합성한다:The polymer is synthesized according to the following method:

300mL의 톨루엔을 함유하는 500mL 유리 반응기에 공촉매, 부틸옥틸마그네슘(BOMAG) 및 이어서 메탈로센[Me2SiCpFluNd(μ-BH4)2Li(THF)]를 첨가한다. 알킬화 시간은 10분이고 반응 온도는 20℃이다. 촉매 시스템의 각 성분의 양은 표 2에 나타낸다. 이어서, 표 2에 표시된 각 비율에 따라 단량체를 첨가하고, 에틸렌(Eth) 및 1,3-부타디엔(Bde)은 기체 혼합물의 형태이다. 80℃ 및 4bar의 일정한 에틸렌 압력에서 중합을 수행한다. 중합 반응은 반응기의 냉각, 탈기 및 10mL의 에탄올 첨가로 중단한다. 상기 중합체 용액에 황산화제를 첨가한다. 일정한 중량으로 진공하에 오븐에서 건조함으로써 공중합체를 회수한다. 무게를 측정하면 네오디뮴 금속 1몰 당 및 시간 당 합성된 중합체의 킬로그램(kg/mol.h)으로 표현되는, 촉매 시스템의 평균 촉매 활성을 결정할 수 있다.To a 500 mL glass reactor containing 300 mL of toluene, the cocatalyst, butyloctylmagnesium (BOMAG) and then metallocene [Me 2 SiCpFluNd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] are added. The alkylation time is 10 minutes and the reaction temperature is 20°C. The amounts of each component of the catalyst system are shown in Table 2. Then, monomers are added according to each ratio shown in Table 2, and ethylene (Eth) and 1,3-butadiene (Bde) are in the form of a gas mixture. The polymerization is carried out at 80° C. and a constant ethylene pressure of 4 bar. The polymerization reaction is stopped by cooling the reactor, degassing and adding 10 mL of ethanol. A sulphating agent is added to the polymer solution. The copolymer is recovered by drying in an oven under vacuum to constant weight. Weighing can determine the average catalytic activity of the catalyst system, expressed in kilograms (kg/mol.h) of polymer synthesized per mole of neodymium metal and per hour.

4.2 - 본 발명에 따르지 않는 예: 실시예 24.2 - Examples not according to the invention: Example 2

하기 방법에 따라 중합체를 합성한다:The polymer is synthesized according to the following method:

300mL의 메틸사이클로헥산을 함유하는 500mL 유리 반응기에 공촉매, 부틸옥틸마그네슘(BOMAG) 및 이어서 메탈로센[Me2Si(Flu)2Nd(μ-BH4)2Li(THF)]을 첨가한다. 알킬화 시간은 10분이고 반응 온도는 20℃이다. 촉매 시스템의 각 성분의 양은 표 2에 나타낸다. 이어서, 표 2에 표시된 각 비율에 따라 단량체를 첨가하고, 에틸렌(Eth) 및 1,3-부타디엔(Bde)은 기체 혼합물의 형태이다. 80℃ 및 4bar의 일정한 에틸렌 압력에서 중합을 수행한다. 중합 반응은 반응기의 냉각, 탈기 및 10mL의 에탄올 첨가로 중단한다. 상기 중합체 용액에 항산화제를 첨가한다. 일정한 중량으로 진공하에 오븐에서 건조함으로써 공중합체를 회수한다. 무게를 측정하면 네오디뮴 금속 1몰 당 및 시간 당 합성된 중합체의 킬로그램(kg/mol.h)으로 표현되는, 촉매 시스템의 평균 촉매 활성을 결정할 수 있다.To a 500 mL glass reactor containing 300 mL of methylcyclohexane is added the cocatalyst, butyloctylmagnesium (BOMAG) and then metallocene [Me 2 Si(Flu) 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] . The alkylation time is 10 minutes and the reaction temperature is 20°C. The amounts of each component of the catalyst system are shown in Table 2. Then, monomers are added according to the respective ratios shown in Table 2, and ethylene (Eth) and 1,3-butadiene (Bde) are in the form of a gas mixture. The polymerization is carried out at 80° C. and a constant ethylene pressure of 4 bar. The polymerization reaction is stopped by cooling the reactor, degassing and adding 10 mL of ethanol. An antioxidant is added to the polymer solution. The copolymer is recovered by drying in an oven under vacuum to constant weight. Weighing can determine the average catalytic activity of the catalyst system, expressed in kilograms (kg/mol.h) of polymer synthesized per mole of neodymium metal and per hour.

4.3 - 본 발명에 따르지 않는 예: 실시예 34.3 - Examples not according to the invention: Example 3

하기 방법에 따라 중합체를 합성한다:The polymer is synthesized according to the following method:

300mL의 메틸사이클로헥산을 함유하는 500mL 유리 반응기에 공촉매, 부틸옥틸마그네슘(BOMAG) 및 이어서 메탈로센[Me2Si(Flu)2Nd(μ-BH4)2Li(THF)]을 첨가한다. 알킬화 시간은 10분이고 반응 온도는 20℃이다. 촉매 시스템의 각 성분의 양은 표 2에 나타낸다. 다음으로, 에틸렌 가스 주입 전에, 반응기에 미르센(10.3mL, 표 2)를 첨가한다. 80℃ 및 4bar의 일정한 에틸렌 압력에서 중합을 수행한다. 중합 반응은 반응기의 냉각, 탈기 및 10mL의 에탄올 첨가로 중단한다. 상기 중합체 용액에 항산화제를 첨가한다. 일정한 중량으로 진공하에 오븐에서 건조함으로써 공중합체를 회수한다. 무게를 측정하면 네오디뮴 금속 1몰 당 및 시간 당 합성된 중합체의 킬로그램(kg/mol.h)으로 표현되는, 촉매 시스템의 평균 촉매 활성을 결정할 수 있다.To a 500 mL glass reactor containing 300 mL of methylcyclohexane is added the cocatalyst, butyloctylmagnesium (BOMAG) and then metallocene [Me 2 Si(Flu) 2 Nd(μ-BH4) 2 Li(THF)]. The alkylation time is 10 minutes and the reaction temperature is 20°C. The amounts of each component of the catalyst system are shown in Table 2. Next, before injection of ethylene gas, myrcene (10.3 mL, Table 2) was added to the reactor. The polymerization is carried out at 80° C. and a constant ethylene pressure of 4 bar. The polymerization reaction is stopped by cooling the reactor, degassing and adding 10 mL of ethanol. An antioxidant is added to the polymer solution. The copolymer is recovered by drying in an oven under vacuum to constant weight. Weighing can determine the average catalytic activity of the catalyst system, expressed in kilograms (kg/mol.h) of polymer synthesized per mole of neodymium metal and per hour.

4.4 - 본 발명에 따르지 않는 예: 실시예 44.4 - Examples not according to the invention: Example 4

하기 방법에 따라 중합체를 합성한다:The polymer is synthesized according to the following method:

80℃에서 표 3에 표시된 비율의 메틸사이클로헥산, 에틸렌 및 부타디엔을 함유하는 반응기에 부틸옥틸마그네슘(BOMAG)을 첨가하여 반응기에서 불순물을 중화하고, 이어서 촉매 시스템을 첨가한다(표 3 참조). 이 때, 반응 온도를 80℃로 조절하고, 중합 반응을 시작한다. 중합 반응은 8bar의 일정한 압력에서 일어난다. 중합 내내 표 3에 정의된 비율의 에틸렌 및 부타디엔을 반응기에 공급한다. 중합 반응은 반응기의 냉각, 탈기 및 10mL의 에탄올 첨가로 중단한다. 상기 중합체 용액에 항산화제를 첨가한다. 일정한 중량으로 진공하에 오븐에서 건조함으로써 공중합체를 회수한다. 무게를 측정하면 네오디뮴 금속 1몰 당 및 시간 당 합성된 중합체의 킬로그램(kg/mol.h)으로 표현되는, 촉매 시스템의 평균 촉매 활성을 결정할 수 있다. 촉매 시스템은 미리 형성된 촉매 시스템이다. 표 3에 나타낸 함량의 메탈로센, [Me2SiFlu)2Nd(μ-BH4)2Li(THF)], 공촉매, 부틸옥틸마그네슘(BOMAG) 및 예비 형성 단량체인 1,3-부타디엔으로부터 메틸사이클로헥산을 제조한다. 이것을 특허 출원 WO 2017093654 A1의 문단 II.1에 따른 제조 방법에 따라 제조한다.Butyloctylmagnesium (BOMAG) was added to a reactor containing methylcyclohexane, ethylene and butadiene in the proportions shown in Table 3 at 80° C. to neutralize impurities in the reactor, followed by addition of the catalyst system (see Table 3). At this time, the reaction temperature is adjusted to 80° C., and the polymerization reaction is started. The polymerization reaction takes place at a constant pressure of 8 bar. Ethylene and butadiene in the ratios defined in Table 3 are fed to the reactor throughout the polymerization. The polymerization reaction is stopped by cooling the reactor, degassing and adding 10 mL of ethanol. An antioxidant is added to the polymer solution. The copolymer is recovered by drying in an oven under vacuum to constant weight. Weighing can determine the average catalytic activity of the catalyst system, expressed in kilograms (kg/mol.h) of polymer synthesized per mole of neodymium metal and per hour. The catalyst system is a preformed catalyst system. from metallocene in the contents shown in Table 3, [Me 2 SiFlu) 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)], co-catalyst, butyloctylmagnesium (BOMAG) and 1,3-butadiene as a preforming monomer Prepare methylcyclohexane. It is prepared according to the preparation method according to paragraph II.1 of the patent application WO 2017093654 A1.

4.5 - 본 발명에 따른 실시예: 실시예 5 내지 64.5 - Examples according to the invention: Examples 5 to 6

하기 방법에 따라 중합체를 합성한다:The polymer is synthesized according to the following method:

80℃에서 표 3에 표시된 비율의 메틸사이클로헥산, 에틸렌 및 미르센을 함유하는 반응기에 부틸옥틸마그네슘(BOMAG)을 첨가하여 반응기에서 불순물을 중화하고, 이어서 촉매 시스템을 첨가한다(표 3 참조). 이 때, 반응 온도를 80℃로 조절하고, 중합 반응을 시작한다. 중합 반응은 8bar의 일정한 압력에서 일어난다. 중합 내내 표 3에 정의된 비율의 에틸렌 및 미르센을 반응기에 공급한다. 중합 반응은 반응기의 냉각, 탈기 및 10mL의 에탄올 첨가로 중단한다. 상기 중합체 용액에 항산화제를 첨가한다. 일정한 중량으로 진공하에 오븐에서 건조함으로써 공중합체를 회수한다. 무게를 측정하면 네오디뮴 금속 1몰 당 및 시간 당 합성된 중합체의 킬로그램(kg/mol.h)으로 표현되는, 촉매 시스템의 평균 촉매 활성을 결정할 수 있다. 촉매 시스템은 미리 형성된 촉매 시스템이다. 표 3에 나타낸 함량의 메탈로센, [Me2Si(Flu)2Nd(μ-BH4)2Li(THF)], 공촉매, 부틸옥틸마그네슘(BOMAG) 및 예비 형성 단량체인 1,3-부타디엔으로부터 메틸사이클로헥산을 제조한다. 이것을 특허 출원 WO 2017093654 A1의 문단 II.1에 따른 제조 방법에 따라 제조한다.To a reactor containing methylcyclohexane, ethylene and myrcene in the proportions indicated in Table 3 at 80° C., butyloctylmagnesium (BOMAG) was added to neutralize impurities in the reactor, followed by addition of the catalyst system (see Table 3). At this time, the reaction temperature is adjusted to 80° C., and the polymerization reaction is started. The polymerization reaction takes place at a constant pressure of 8 bar. Ethylene and myrcene in the proportions defined in Table 3 are fed to the reactor throughout the polymerization. The polymerization reaction is stopped by cooling the reactor, degassing and adding 10 mL of ethanol. An antioxidant is added to the polymer solution. The copolymer is recovered by drying in an oven under vacuum to constant weight. Weighing can determine the average catalytic activity of the catalyst system, expressed in kilograms (kg/mol.h) of polymer synthesized per mole of neodymium metal and per hour. The catalyst system is a preformed catalyst system. Metallocene in the contents shown in Table 3, [Me 2 Si(Flu) 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)], co-catalyst, butyloctylmagnesium (BOMAG) and 1,3- as a preforming monomer Methylcyclohexane is prepared from butadiene. It is prepared according to the preparation method according to paragraph II.1 of the patent application WO 2017093654 A1.

5) 결과:5) Results:

중합체의 특성은 표 4 및 5에 나타난다.The properties of the polymers are shown in Tables 4 and 5.

실시예 1(대조군)에서, 에틸렌이 풍부하고 메탈로센[Me2SiCpFluNd(μ-BH4)2Li(THF)] 존재하에 에틸렌 및 1,3-부타디엔의 중합에 의해 합성된 디엔 공중합체는 일부 용도에 적합하지 않을 수 있는 높은 결정성(31%)을 나타낸다.In Example 1 (control), the diene copolymer synthesized by polymerization of ethylene and 1,3-butadiene in the presence of ethylene -rich and metallocene [Me 2 SiCpFluNd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] was It exhibits high crystallinity (31%) which may not be suitable for some applications.

실시예 2(본 발명에 따르지 않음)에서, 메탈로센[Me2Si(Flu)2Nd(μ-BH4)2Li(THF)]의 존재하에 합성된 에틸렌이 풍부한 디엔 공중합체는 사이클릭 모티프를 나타낸다. 이것은 대조군과 비슷한 에틸렌 함량을 함유하고 있지만, 결정질이 아니다.In Example 2 (not according to the invention), the ethylene-rich diene copolymer synthesized in the presence of a metallocene [Me 2 Si(Flu) 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] was cyclic Indicates a motif. It contains an ethylene content similar to the control, but is not crystalline.

실시예 5 및 6(본 발명에 따름)에서, 에틸렌이 풍부한 디엔 공중합체는 본 발명에 따른 방법에 따라 합성된 에틸렌 및 미르센의 공중합체이다. 이들의 결정화도는 대조군보다 훨씬 낮음에도 불구하고, 이들의 에틸렌 함량은 대조군의 것보다 훨씬 높다.In Examples 5 and 6 (according to the present invention), the ethylene-rich diene copolymer is a copolymer of ethylene and myrcene synthesized according to the method according to the present invention. Although their crystallinity is much lower than that of the control, their ethylene content is much higher than that of the control.

실시예 5의 공중합체는 또한 에틸렌 및 미르센의 공중합체인 실시예 3의 공중합체와 동일한 에틸렌 함량을 갖지만, 본 발명에 따르지 않는 공정(중합 내내 미르센 및 에틸렌 모두의 첨가 없음)에 따라 합성된다는 점에 주목한다. 그러나, 실시예 5의 공중합체는 실시예 3의 공중합체보다 낮은 결정화도를 갖는다. 본 발명에 따른 방법은, 따라서, 공중합체의 상대적으로 낮은 주어진 에틸렌 함량을 유지하면서, 매우 높은 에틸렌 함량 및 결정화도 둘 모두를 갖는 에틸렌 및 미르센 공중합체를 합성하는 것을 가능하게 한다.The copolymer of Example 5 also has the same ethylene content as the copolymer of Example 3, which is a copolymer of ethylene and myrcene, but is synthesized according to a process not according to the invention (no addition of both myrcene and ethylene throughout the polymerization). pay attention to the point However, the copolymer of Example 5 has a lower crystallinity than the copolymer of Example 3. The process according to the invention thus makes it possible to synthesize ethylene and myrcene copolymers having both a very high ethylene content and a degree of crystallinity, while maintaining a given relatively low ethylene content of the copolymer.

또한, 실시예 5 및 6에서, 촉매 활성이 실시예 4보다 훨씬 높다는 점에 주목한다. 놀랍게도, 에틸렌 공단량체로서 1,3-부타디엔 대신 미르센을 사용하면 촉매 시스템의 촉매 활성을 크게 높일 수 있다.It is also noted that in Examples 5 and 6, the catalytic activity is much higher than in Example 4. Surprisingly, the use of myrcene instead of 1,3-butadiene as the ethylene comonomer can greatly enhance the catalytic activity of the catalyst system.

Figure pct00005
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Figure pct00006
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Figure pct00007
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Figure pct00008
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Claims (12)

에틸렌 단위 및 미르센 단위를 포함하는 에틸렌 및 미르센 공중합체를 제조하는 방법으로서,
상기 공중합체에서 에틸렌 단위는 상기 공중합체의 상기 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 50몰%과 95몰% 사이를 나타내며,
상기 공중합체에서 1,2 및 3,4 위치 배열의 상기 미르센 단위는 상기 공중합체의 상기 미르센 단위의 50몰% 이상을 나타내고,
상기 방법은 적어도 하나의 화학식 (I)의 메탈로센 및 화학식 (II)의 유기 마그네슘 화합물에 기초한 촉매 시스템의 존재하에 반응기에서 에틸렌과 미르센의 중합을 포함하며, 중합 동안 에틸렌 및 미르센은 연속적으로 반응기에 첨가되는, 방법.
P(Cp1Cp2)Nd(BH4)(1+y)-Ly-Nx (I)
MgR1R2 (II)
Cp1 및 Cp2는 동일하거나 상이하고, 화학식 C13H8의 치환된 플루오레닐기 및 비치환된 플루오레닐기로 구성되는 군에서 선택되며,
P는 2개의 Cp1 및 Cp2기를 연결하는 기이고, ZR3R4기를 나타내고, Z는 규소 또는 탄소 원자를 나타내고, R3 및 R4는 동일하거나 상이하며, 각각 1 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기, 바람직하게는 메틸을 나타내고,
y는 0 이상의 정수이고,
x는 0 이상의 정수이거나 정수가 아니며,
L은 리튬, 나트륨 및 칼륨으로 구성되는 군에서 선택되는 알칼리 금속을 나타내고,
N은 에테르 분자, 바람직하게는 디에틸 에테르 또는 테트라히드로푸란을 나타내고,
R1 및 R2는 동일하거나 상이하고, 탄소기를 나타낸다.
A method for preparing an ethylene and myrcene copolymer comprising ethylene units and myrcene units, the method comprising:
The ethylene unit in the copolymer represents between 50 mol% and 95 mol% of the ethylene unit and myrcene unit of the copolymer,
In the copolymer, the myrcene units in the 1,2, and 3,4 position represent 50 mol% or more of the myrcene units of the copolymer;
The process comprises the polymerization of ethylene and myrcene in a reactor in the presence of a catalyst system based on at least one metallocene of formula (I) and an organomagnesium compound of formula (II), wherein during the polymerization ethylene and myrcene are continuously added to the reactor as a method.
P(Cp 1 Cp 2 )Nd(BH 4 ) (1+y) -L y -N x (I)
MgR 1 R 2 (II)
Cp 1 and Cp 2 are the same or different and are selected from the group consisting of a substituted fluorenyl group and an unsubstituted fluorenyl group of formula C 13 H 8 ,
P is a group linking two Cp 1 and Cp 2 groups, represents a ZR 3 R 4 group, Z represents a silicon or a carbon atom, R 3 and R 4 are the same or different, each having 1 to 20 carbon atoms an alkyl group comprising, preferably methyl;
y is an integer greater than or equal to 0,
x is an integer greater than or equal to 0 or is not an integer,
L represents an alkali metal selected from the group consisting of lithium, sodium and potassium,
N represents an ether molecule, preferably diethyl ether or tetrahydrofuran,
R 1 and R 2 are the same or different and represent a carbon group.
제1항에 있어서, 상기 메탈로센은 화학식 (Ia), (Ib), (Ic), (Id) 또는 (Ie)인, 방법.
[{Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)2Li(THF)}2] (Ia)
[Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)2Li(THF)] (Ib)
[Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)(THF)] (Ic)
[{Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)(THF)}2] (Id)
[Me2SiFlu2Nd(μ-BH4)] (Ie)
상기 기호 Flu는 화학식 C13H8의 플루오레닐기를 나타낸다.
The method of claim 1 , wherein the metallocene is of formula (Ia), (Ib), (Ic), (Id) or (Ie).
[{Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)} 2 ] (Ia)
[Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 ) 2 Li(THF)] (Ib)
[Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 )(THF)] (Ic)
[{Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 )(THF)} 2 ] (Id)
[Me 2 SiFlu 2 Nd(μ-BH 4 )] (Ie)
The symbol Flu represents a fluorenyl group of formula C 13 H 8 .
제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R1 및 R2는 2 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는, 방법.3. The method of any one of claims 1 and 2 , wherein R 1 and R 2 contain 2 to 10 carbon atoms. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 알킬을 나타내는, 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein R 1 and R 2 each represent alkyl. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 마그네슘 화합물은 디알킬마그네슘 화합물, 바람직하게는 부틸에틸마그네슘 또는 부틸옥틸마그네슘, 보다 바람직하게는 부틸옥틸마그네슘인, 방법.Process according to any one of claims 1 to 4, wherein the organomagnesium compound is a dialkylmagnesium compound, preferably butylethylmagnesium or butyloctylmagnesium, more preferably butyloctylmagnesium. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에틸렌 및 미르센은 단량체 혼합물의 형태로 반응기에 연속적으로 첨가되고, 첨가된 혼합물은 바람직하게는 10/90 내지 95/5, 보다 바람직하게는 50/50 내지 90/10 범위의 에틸렌/미르센 몰 조성을 갖는, 방법.6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the ethylene and myrcene are added continuously to the reactor in the form of a monomer mixture, the added mixture is preferably 10/90 to 95/5, more preferably has an ethylene/myrcene molar composition ranging from 50/50 to 90/10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에틸렌 및 미르센은 반응기에 개별적으로 연속적으로 첨가되고, 에틸렌 및 미르센의 유속은 반응기에 첨가된 에틸렌과 반응기에 첨가된 미르센 사이의 몰비가 1/9 내지 19/1, 보다 바람직하게는 1/1 내지 9/1 범위인, 방법.6. The method of any one of claims 1 to 5, wherein the ethylene and myrcene are added individually and continuously to the reactor, and the flow rates of ethylene and myrcene are between the ethylene added to the reactor and myrcene added to the reactor. wherein the molar ratio ranges from 1/9 to 19/1, more preferably from 1/1 to 9/1. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에틸렌 및 미르센의 중합은 일정한 에틸렌 압력에서 수행되는, 방법.8. The process according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymerization of ethylene and myrcene is carried out at constant ethylene pressure. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 반-연속 공정인, 방법.9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the method is a semi-continuous process. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 시스템은 또한 공액 디엔, 에틸렌, 또는 에틸렌과 공액 디엔의 혼합물로부터 선택되는 예비형성 단량체를 기반으로 하는, 방법.10 . The process according to claim 1 , wherein the catalyst system is also based on a preforming monomer selected from conjugated dienes, ethylene, or mixtures of ethylene and conjugated dienes. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공중합체에서 상기 에틸렌 단위가 공중합체의 에틸렌 단위 및 미르센 단위의 60몰% 내지 90몰%, 바람직하게는 70몰% 내지 90몰%을 나타내는, 방법.11. The copolymer according to any one of claims 1 to 10, wherein the ethylene units in the copolymer are from 60 mol% to 90 mol%, preferably from 70 mol% to 90 mol% of the ethylene units and myrcene units of the copolymer. representing the method. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합은 용액에서, 바람직하게는 탄화수소 용매에서 수행되는, 방법.12. The process according to any one of claims 1 to 11, wherein the polymerization is carried out in solution, preferably in a hydrocarbon solvent.
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