KR950013682B1 - 프로필렌의 결정형 공중합체 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
본 발명은 프로필렌의 신규한 결정형 공중합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
폴리프로필렌은 중합반응동안 소량의 공단량체, 대개는, 에틸렌 및 1-부텐을 도입하여 변성될 수 있다고 당업자는 알고 있다. 이같은 변성 목적은 중합체의 융점을 저하시켜 향상된 용접 능력을 보이는 필름을 얻는데 있다.
그렇지만, 최근까지 알려진 방법들에 의하여 얻어진 중합체들은 공단량체들의 불균일한 분산의 단점을 알고 있으며 ; 그 불균일 분산은 그 중합체들이 코울드 크실렌 중에서 고용해도를 나타내게 하여, 그리고 이들 중합체로부터 얻어진 제작 물품들이 감소된 기계적 성질들을 가지게 한다.
유럽특허출원 제0 185 918호에 따르면, 프로필렌을 입체 특이성 촉매와 중합하는 것을 알게 되며, 그 문헌에서 입체 특이성 촉매는 에틸렌-비스-인데닐-지르코늄 디클로라이드 및 에틸렌-비스(4,5,6,7,-테트라히드로인데닐)지르코늄 디클로라이드와 같은 입체강성 및 비대칭성 지르코늄 화합물들로부터 그리고 메틸알루미녹산 화합물들로부터 얻어진다고 한다.
또한, 그 촉매들은 프로필렌의 혼합물과 에틸렌 또는 기타 올레핀의 중합에도 사용될 수 있는 데, 에틸렌이 많고 크실렌에 용해될 수 있고 아이소택틱 프로필렌 배열을 보여주는 공중합체들이 얻어진다.
이제 본 발명자들은, 기체상으로 존재하는 단량체들의 조성과 유사한 조성을 형성된 공중합체가 가지도록 하는 조건하에서 중합을 수행함과 동시에 다음 성분 a) 및 b)로부터 얻어진 촉매계를 사용하면, 고결정화도, 매우 좋은 기계적 성질(프로필렌 단독 중합체와 매우 유사한), 110℃ 내지 140℃의 융점 및 코울드 크실렌 내에서의 제한된 용해도(25℃ 크실렌에서 10중량% 이내의 가용성 중합체분율)을 갖는 프로필렌과 소량의 에틸렌 및/또는 알파올레핀 CH2=CHR(R=R2-C20알킬기)과의 공중합체가 얻어질 수 있다는 것을 예상치도 못하게 발견했다 :
a) 다음 일반식의 입체강성 및 비대칭성 지르코늄 화합물
상기식에서, R1및 R2는 할로겐 또는 C1-C6알킬기 : X 및 Y는 비대칭성 단일고리 또는 다수 고리 유기그룹 : R3는 C1-C4의 선형그룹 또는 C3-C6고리형 그룹 :
b) 다음 일반식의 알룸옥산 화합물
(n=2 내지 25의 수) 또는 다음 일반식의 알룸옥산 화합물
(n=1 내지 25의 수).
또한 본 발명자들은 상기 혼합물 중에서 프로필렌 이외의 단량체들의 함량이 2 내지 10몰%인 경우, 그 공중합체의 조성은 기체상으로 존재하는 단량체 혼합물의 조성과 유사하다는 것을 예상치도 못하게 발견했다.
더 상세하게, 프로필렌-에틸렌 공중합체의 경우에 있어서 기체상 혼합물중의 에틸렌 함량은 2 내지 6몰%이고 프로필렌-에틸렌-부텐 삼중합체의 경우에 있어서는 에틸렌과 부텐의 함량은 2 내지 10몰%이다.
상기 밝힌 조건 하에서 조작하면, 공단량체들의 분산이 완전히 균일한 공중합체가 얻어진다. 이것은 프로필렌-에틸렌 공중합체의 경우에13C-NMR을 통한 분석에 의해 입증되며 하나 이상의 에틸렌 단위체 배열의 특성신호들이 관측되지 않는다.
상기에 언급된 촉매들을 사용함에 의한 공중합체들의 제조는 불활성 탄화수소로 이루어지는 용매의 존재 하에, 또는 액체 프로필렌내에서 기체상 및 액체상 둘 모두의 상태로 조작함으로써 수행된다. 상기에 언급한 임계 범위 이내의 기체상 조성은 중합동안 일정하게 유지된다. 예를 들어, 액체 프로필렌 내에서 조작함에 의한 프로필렌-에틸렌 중합의 경우에 있어서는 에틸렌의 일정한 과잉압력이 유지된다.
그와는 반대로, 기체상에서 또는 불활성 탄화수소용매의 존재 하에서 중합이 수행되는 경우, 일정 조성을 갖는 단량체들의 기체상 혼합물이 도입된다. 중합은 20℃ 이내의 온도, 바람직하게는 0℃ 내지 10℃의 온도에서 수행된다.
상기에 제시된 조건 하에서 조작하여 얻은 공중합체들은 135℃에서 0.2dl/g 이상의 고유점도를 갖는다. 상기에 언급된 바와 같이, 그 공중합체들은 필름 분야에 주로 사용되며, 이들 공중합체로부터 얻어진 필름은 높은 용접능력 특성을 나타낸다.
아래의 실시예들은 제한없이 본 발명을 예시하기 위해 주어진다.
[실시예 1-8]
[폴리메틸알룸옥산 합성]
온도계, 가스미터에 연결된 스톱콕을 갖는 버블-응축기, 100ml 적하 깔대기, 질소 스톱콕 및 마그네틱 젓개를 구비한 500ml 용적의 플래스크에 44.5g의 Al2(SO4)3·18H2O 및 200ml이 톨루엔을 질소분위기하에 장입하고, 적하 깔대기에 60ml의 순수한 트리메틸-Al을 장입한다.
질소공급을 중단하고, 가스 미터와의 연결부를 개방하고, 실온에서 Al2(SO4)3·18H2O의 현탁액에 트리메틸-Al을 한방울씩 빠르게 부가하면서 강한 교반상태를 유지한다.
온도를 55℃까지 올리고, 가열조를 통하여 60℃까지 상승시키고, 이 온도를 일정하게 유지한다. 4시간 후 반응을 종료한다. 현탁액을 여과하고, 그 여액을 건조하여 44%의 수율에 해당하는 15.8g의 생성물을 얻는다.
응고점 강하 평균 분자량 1.160 : 평균소중합도 20.
[지르코늄 화합물의 합성]
에틸렌-비스-인데닐-ZrCl2(EBIZ)의 합성 및 에틸레-비스(테트라히드로인데닐)-ZrCl2(EBTHIZ)의 합성은 다음 문헌[Organometallic Chrmistry ((1985) 288, 63]에 따라 수행한다.
[중합]
모든 조작은 질소 분위기하에 수행된다. 버블링 튜브. 온도계, 기체벤트스톱곡, 기계적 교반수단을 구비하고 0℃의 제어온도로 유지된 삼구목 플래스크에 45mg의 폴리메틸랄룸옥산 및 0.8mg의 지르코늄 화합물을 함유하는 20mg의 톨루엔용액을 장입한다.
질소를 비운 후, 아래의 표에 제시되어 있는 조성을 갖는 기체 혼합물을 연속적으로 부가한다(흐름속도 20ℓ/hr).
중합시간, 촉매 유형 및 중합체 특성은 표에 나타나 있다.
[비교실시예 1]
프로필렌 기류하의 300ml의 유리 오오토클래이브에 350mg의 폴리메틸알룸옥산을 함유하는 150ml의 톨루엔용액을 부가하고 그 오오토클레이브의 온도를 0℃로 조절하고, 톨루엔이 용해된 5mg의 EBTHIZ를 주입한다. 오오토 클래이브 내부의 압력을 4atm까지 증가시키고, 0℃에서 4시간 동안 중합을 진행시켜서 30.5g의 중합체를 얻는다. 그 중합체의 데이터는 표에 기록되어 있다.
[표 1]
[비교실시예 2]
실시예 1에서와 같은 과정을 수행하되, 지르코늄 화합물로서 EBIZ가 사용된다. 중합체에 관한 데이터는 표에 기록되어 있다.
[비교실시예 3]
EP 0 185 938호의 실시예 7을 반복하여, 20g의 중합체를 얻었는 데, 이 중합체는 47몰%의 에틸렌을 함유하며, [η]=0.15dl/g이며, 20℃ 크실렌에서의 가용성분율은 81.3%이다.
13C-NMR 평가시에 그 중합체는 에틸렌 배열을 보여 주었다.
Claims (4)
110 내지 140℃의 융점과 10중량%이내의 25℃ 크실렌내에서의 용해도를 가지며 2 내지 10몰%의 에틸렌 및/또는 알파-올레핀을 함유하는, 프로필렌과 에틸렌 및/또는 알파-올레핀 CH2=CHR(R=C2-C10알킬기)의 결정형 공중합체.
제 1 항에 있어서, 120℃ 내지 135℃의 융점을 가지며 2 내지 6몰%의 에틸렌을 함유하는 공중합체.
제 1 항에 있어서, 2 내지 6몰%의 에틸렌 및 부텐을 함유하는 공중합체.
혼합물이 기체상으로 존재하는 에틸렌 및/또는 알파-올레핀의 함량이 2 내지 10몰%로 유지되고 중합온도가 20℃ 이하의 온도로 유지되는 조건하에서 조작하면서, 프로필렌과 에틸렌 및/또는 알파-올레핀 CH2=CHR (R=R2-C2알킬)의 혼합물을 다음 성분 a) 와 b)로부터 얻은 촉매로 중합하는 것으로 이루어지는 상기 항들 중의 어느 한 항에 따른 공중합체의 제조방법 : a) 다음 일반식의 입체강성 및 비대칭성 지르코늄 화합물 :
상기식에서, R1및 R2는 C1-C6알킬기 또는 할로겐 X 및 Y는 비대칭 단일고리 또는 다수고리 유기그룹 : R3는 C1-C4의 선형그룹 또는 C3-C6고리형기 : 그리고 b) 다음 일반식의 고리형 또는 선형 알룸옥산 화합물
(n=2 내지 25의 수) 또는 다음 일반식의 선형 또는 고리형 알룸옥산 화합물
(n=2 내지 25의 수).
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