JP2018524442A - エチレン系ポリマーを生成するための重合プロセス - Google Patents
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Abstract
【化1】
Description
式中、R13〜R20のそれぞれが独立して、(C1−C40)ヒドロカルビル、(C1−C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC)3、Ge(RC)3、P(RP)2、N(RN)2、ORC、SRC、NO2、CN、CF3、RCS(O)−、RCS(O)2−、(RC)2C=N−、RCC(O)O−、RCOC(O)−、RCC(O)N(R)−、(RC)2NC(O)−、ハロゲン原子、水素原子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC)3、Ge(RC)3、P(RP)2、N(RN)2、ORC、SRC、RCS(O)−、RCS(O)2−、(RC)2C=N−、RCC(O)O−、RCOC(O)−、RCC(O)N(R)−、(RC)2NC(O)−、ヒドロカルビレン、及びヘテロヒドロカルビレン基のそれぞれが独立して、非置換であるかまたは1つ以上のRS置換基で置換され、各RSが独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C1−C18)アルキル、F3C−、FCH2O−、F2HCO−、F3CO−、R3Si−、R3Ge−、RO−、RS−、RS(O)−、RS(O)2−、R2P−、R2N−、R2C=N−、NC−、RC(O)O−、ROC(O)−、RC(O)N(R)−、またはR2NC(O)−であるかまたは2つのRSが一緒になって、非置換(C1−C18)アルキレンを形成し、各Rが独立して、非置換(C1−C18)アルキルである。
式中、Mが、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムであり、それぞれが独立して、+2、+3、または+4の形式酸化数であり、dが0〜3の整数であり、dが0である場合、Xが不在であり、各Xが、独立して、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である単座配位子であるか、または2つのXが一緒になって、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である二座配位子を形成し、X及びdが、式(I)の金属−配位子複合体が全体的に中性になるような方法で選択され、各Zが独立して、O、S、N(C1−C40)ヒドロカルビル、またはP(C1−C40)ヒドロカルビルであり、Lが、(C2−C40)ヒドロカルビレンまたは(C2−C40)ヘテロヒドロカルビレンであり、(C2−C40)ヒドロカルビレンが、式(I)中のZ原子(そこにLが結合している)を連結している2炭素原子〜10炭素原子のリンカー主鎖を含む部分を有し、(C2−C40)ヘテロヒドロカルビレンが、式(I)中のZ原子を連結している2原子〜10原子のリンカー主鎖を含む部分を有し、(C2−C40)ヘテロヒドロカルビレンの2原子〜10原子のリンカー主鎖の2原子〜10原子の各々が、独立して、炭素原子またはヘテロ原子であり、各ヘテロ原子が、独立して、O、S、S(O)、S(O)2、Si(RC)2、P(RP)、またはN(RN)であり、独立して、各RCが、(C1−C30)ヒドロカルビルであり、各RPが、(C1−C30)ヒドロカルビルであり、各RNが、(C1−C30)ヒドロカルビルであるかまたは不在であり、mが1〜6の整数であり、各Yが独立して、C、Si、Ge、N、O、S、P、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、3〜8個の環原子を含む環状構造を形成し、式中、nが0〜3の整数であり、(YRn)mの各Rnが独立して、水素、非置換または置換(C1−C18)ヒドロカルビル、(C1−C18)ヘテロヒドロカルビル、=O、FCH2O−、F2HCO−、F3CO−、R3Si−、RO−、RS−、R2N−、R2C=N−、NC−、RC(O)O−、ROC(O)−、RC(O)N(R)−、またはR2NC(O)−からなる群から選択されるか、または2つのRが一緒になって、非置換または1つ以上のR置換基で置換し得る環状構造を形成し、T及びQがそれぞれ独立して、H、C、Si、Ge、N、O、S、及びPからなる群から選択され、任意に、連結して、3〜8個の環原子を含む環状構造を形成することができ、R1−12がそれぞれ独立して、(C1−C40)ヒドロカルビル、(C1−C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC)3、Ge(RC)3、P(RP)2、N(RN)2、ORC、SRC、NO2、CN、CF3、RCS(O)−、RCS(O)2−、(RC)2C=N−、RCC(O)O−、RCOC(O)−、RCC(O)N(R)−、(RC)2NC(O)−、ハロゲン原子、水素原子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、R1及びR12のうちの少なくとも1つが、式(II)の構造:
式中、R13〜R20のそれぞれが独立して、(C1−C40)ヒドロカルビル、(C1−C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC)3、Ge(RC)3、P(RP)2、N(RN)2、ORC、SRC、NO2、CN、CF3、RCS(O)−、RCS(O)2−、(RC)2C=N−、RCC(O)O−、RCOC(O)−、RCC(O)N(R)−、(RC)2NC(O)−、ハロゲン原子、水素原子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC)3、Ge(RC)3、P(RP)2、N(RN)2、ORC、SRC、RCS(O)−、RCS(O)2−、(RC)2C=N−、RCC(O)O−、RCOC(O)−、RCC(O)N(R)−、(RC)2NC(O)−、ヒドロカルビレン、及びヘテロヒドロカルビレン基のそれぞれが独立して、非置換であるかまたは1つ以上のRS置換基で置換され、各RSが独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C1−C18)アルキル、F3C−、FCH2O−、F2HCO−、F3CO−、R3Si−、R3Ge−、RO−、RS−、RS(O)−、RS(O)2−、R2P−、R2N−、R2C=N−、NC−、RC(O)O−、ROC(O)−、RC(O)N(R)−、またはR2NC(O)−であるかまたは2つのRSが一緒になって、非置換(C1−C18)ヒドロカルビレンを形成し、各Rが独立して、非置換(C1−C18)ヒドロカルビルである。
式(I)の金属−配位子錯体を含むプロ触媒は、いくつかの実施形態では、それを活性化共触媒に接触させることにより、もしくはそれを活性化共触媒と組み合わせることにより、または、金属系オレフィン重合反応で用いるための当該技術分野で周知の活性化技術等の活性化技術を用いることにより、触媒的に活性され得る。本明細書で用いるために好適な活性化共触媒としては、アルキルアルミニウム;ポリマーまたはオリゴマーアルモキサン(アルミノキサンとしても知られている);中性ルイス酸;及び非重合体の非配位性イオン形成化合物(酸化条件下でのそのような化合物の使用を含む)が挙げられる。適切な活性化技術は、バルク電解である。上記活性化共触媒及び技術のうちの1つ以上の組み合わせも企図される。「アルキルアルミニウム」という用語は、モノアルキルアルミニウムジヒドリドもしくはモノアルキルアルミニウムジハライド、ジアルキルアルミニウムヒドリドもしくはジアルキルアルミニウムハライド、またはトリアルキルアルミニウムを意味する。アルミノキサン及びそれらの調製は、例えば、米国特許(USPN)第US6,103,657号において公知である。好ましいポリマーまたはオリゴマー性アルモキサンの例は、メチルアルモキサン、トリイソブチルアルミニウム修飾メチルアルモキサン、及びイソブチルアルモキサンである。
任意の従来の重合プロセスを用いて、本発明のプロセスを行ってもよい。かかる従来の重合プロセスとしては、溶液重合プロセス、ガス相重合プロセス、スラリー相重合プロセス、ならびに1種以上の従来の反応器、例えば、ループ反応器、等温反応器、流動床ガス相反応器、撹拌タンク反応器、バッチ反応器を並列、直列、及び/またはこれらの任意の組み合わせを用いたこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.25(s,1H),5.07(s,1H),2.93(t,J=7.5Hz,2H),2.81(t,J=7.5Hz,2H),2.16(s,3H),2.10(p,J=7.5Hz,2H)。13C NMR(126MHz,CDCl3)δ149.01,146.25,136.17,129.45,128.03,82.13,31.85,30.38,24.69,18.03。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.38(q,J=0.8Hz,2H),4.18(t,J=6.3Hz,4H),3.01(t,J=7.5Hz,4H),2.79(t,J=7.5Hz,4H),2.34(p,J=6.3Hz,2H),2.18(d,J=0.7Hz,6H),2.07(p,J=7.5Hz,4H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ152.98,146.13,137.58,135.96,131.27,88.18,69.80,31.64,31.27,31.14,24.90,18.26。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.99(dd,J=8.2,0.6Hz,4H),7.41(d,J=2.4Hz,2H),7.35(d,J=2.4Hz,2H),7.27(dd,J=8.2,1.7Hz,4H),7.08(dd,J=1.7,0.6Hz,4H),7.03(s,2H),6.34(s,2H),3.71(t,J=6.2Hz,4H),2.74(t,J=7.4Hz,4H),2.55(t,J=7.4Hz,4H),2.26(s,6H),1.82(p,J=7.5Hz,4H),1.72(s,4H),1.65(p,J=6.4Hz,2H),1.37(s,12H),1.26(s,36H),0.78(s,18H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ150.06,148.82,148.02,145.54,142.31,141.84,136.26,131.07,130.11,129.36,128.87,127.55,126.83,124.76,120.91,119.36,117.39,106.36,70.27,57.18,38.18,35.03,32.50,31.90,31.76,31.71,31.68,30.89,30.18,24.73,18.79。HRMS(EI) C91H115N2O4(M+H+)に対するm/zの計算値1299.885、実測値1299.888。
1H NMR(400MHz,C6D6)δ8.18(d,J=8.2Hz,2H),8.11(d,J=8.2Hz,2H),8.07(s,2H),7.96(s,2H),7.86(d,J=2.5Hz,2H),7.56(d,J=2.5Hz,2H),7.46(ddd,J=8.2,1.7,0.8Hz,2H),7.40−7.36(m,2H),7.16(s,2H),7.05(s,2H),3.94(dt,J=10.4,5.2Hz,2H),3.40(dt,J=10.7,5.5Hz,2H),2.32(dt,J=16.1,8.1Hz,2H),2.22−2.06(m,6H),1.87(s,6H),1.79(d,J=14.4Hz,2H),1.62(s,J=0.8Hz,18H),1.615(d,J=14.5Hz,2H),1.41(p,J=5.7Hz,2H),1.33(s,6H),1.30(s,6H),1.28(s,18H),1.12−1.05(m,2H),0.99−0.82(22でsを有するm)、13C NMR(126MHz,C6D6)δ139.80,137.88,133.21,132.52,132.15,131.80,128.85,128.26,128.24,128.06,128.04,127.87,126.12,123.92,121.11,120.16,119.85,119.00,118.93,110.94,109.47,75.31,57.79,57.74,56.72,50.61,39.61,39.46,38.27,33.80,33.39,32.91,32.77,32.41,32.36,32.30,32.21,32.12,31.89,31.35,31.19,30.53,30.13,30.09,25.20,18.61。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.43(d,J=9.1Hz,2H),7.17(d,J=8.9Hz,2H),1.74(s,2H),1.37(s,6H),0.70(s,9H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ150.82,147.34,127.91,120.40,56.99,38.62,32.35,31.72,31.42。19F NMR(376MHz,CDCl3)δ−73.06(s)。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.53(d,J=8.1Hz,4H),7.42(d,J=8.2Hz,4H),1.77(s,4H),1.42−1.37(m,12H),0.74(s,18H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ149.09,137.83,126.62,126.28,57.11,38.57,32.57,32.00,31.72。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.80(d,J=2.0Hz,1H),7.59(dd,J=8.1,2.0Hz,1H),7.41(d,J=8.4Hz,2H),7.35(d,J=8.1Hz,1H),7.23(d,J=8.3Hz,2H),1.80(s,2H),1.76(s,2H),1.42(s,6H),1.39(s,6H),0.77(s,9H),0.74(s,9H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ151.03,149.99,149.12,134.16,133.14,131.19,129.93,127.31,126.40,121.62,57.05,56.63,38.73,38.48,32.39,32.38,31.86,31.75,31.39,31.26。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.00(d,J=8.3Hz,2H),7.85(s,1H),7.46(d,J=1.2Hz,2H),7.35(dd,J=8.3,1.6Hz,2H),1.92(s,4H),1.54(s,12H),0.81(s,18H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ147.87,139.93,120.82,119.14,118.32,107.93,57.25,38.94,32.42,32.04,31.80。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.99(d,J=8.2Hz,2H),7.50(dd,J=8.6,2.5Hz,1H),7.46(d,J=2.4Hz,1H),7.37(d,J=8.6Hz,1H),7.30(dt,J=8.3,1.4Hz,2H),7.14(d,J=1.5Hz,1H),7.07(d,J=1.5Hz,1H),5.26(t,J=2.6Hz,1H),3.62(td,J=11.0,2.8Hz,1H),3.41(dt,J=11.2,3.9Hz,1H),1.86−1.73(m,6H),1.43(s,6H),1.41−1.38(m,12H),1.26−1.17(m,2H),1.13(dp,J=8.7,4.4,3.9Hz,2H),0.82(s,9H),0.71(s,9H),0.70(s,9H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ151.33,147.56,147.39,144.39,142.09,142.06,128.13,126.85,126.84,120.57,120.52,118.78,118.76,118.15,118.10,117.05,107.51,107.48,97.04,61.49,57.23,57.16,57.08,38.95,38.92,38.20,32.54,32.44,32.37,32.34,31.84,31.75,31.74,31.69,31.66,31.58,31.52,29.90,24.93,17.78。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.97(dd,J=8.2,1.2Hz,2H),7.85(d,J=2.6Hz,1H),7.50(d,J=2.6Hz,1H),7.30(ddd,J=8.3,3.2,1.6Hz,2H),7.23(d,J=1.5Hz,1H),7.18(d,J=1.5Hz,1H),5.01(t,J=2.7Hz,1H),2.87(td,J=10.8,2.9Hz,1H),2.72(dt,J=11.0,3.7Hz,1H),1.81(s,3H),1.78(d,J=15.0Hz,2H),1.75(d,J=15.0Hz,2H),1.42(d,J=8.6Hz,30H),0.81(s,9H),0.74−0.70(m,21H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ156.40,147.56,147.49,145.59,141.63,133.44,130.39,129.39,120.67,120.39,118.65,118.62,118.06,118.01,108.34,107.97,101.23,83.52,61.26,57.09,57.07,57.06,38.95,38.34,32.48,32.36,32.05,32.01,31.89,31.80,31.78,31.74,31.69,31.11,29.84,25.01,24.99,24.89,18.17。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.05(d,J=8.2Hz,4H),7.49(d,J=2.4Hz,2H),7.40(d,J=2.3Hz,2H),7.35(dd,J=8.3,1.5Hz,4H),7.18(d,J=1.5Hz,4H),7.12(s,2H),6.29(s,2H),3.83(t,J=6.2Hz,4H),2.81(t,J=7.4Hz,4H),2.66(t,J=7.4Hz,4H),2.34(s,6H),1.90(p,J=7.6Hz,4H),1.86−1.72(m,14H),1.44(s,12H),1.40(s,12H),1.37(s,12H),0.86(s,18H),0.72(s,36H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ150.37,148.08,147.87,145.61,142.34,141.87,136.41,131.22,130.07,129.34,128.93,127.62,126.76,124.84,121.01,119.14,118.56,107.64,70.36,57.42,57.24,39.07,38.27,32.62,32.50,32.15,32.07,32.02,31.86,31.82,31.02,30.38,24.87,18.92。
1H NMR(400MHz,C6D6)δ8.08(d,J=8.2Hz,2H),8.01(d,J=8.2Hz,2H),7.96(d,J=1.6Hz,2H),7.90(d,J=1.5Hz,2H),7.78(d,J=2.6Hz,2H),7.50(d,J=2.6Hz,2H),7.40(dd,J=8.3,1.5Hz,2H),7.33(dd,J=8.3,1.6Hz,2H),6.99(s,2H),3.90(dt,J=10.3,5.1Hz,2H),3.38(dt,J=10.7,5.5Hz,2H),2.34−1.99(m,10H),1.92(d,J=14.4Hz,2H),1.81(d,J=14.7Hz,2H),1.812(s,6H),1.72(d,J=14.4Hz,2H),1.67−1.53(m,16H),1.37(d,J=1.9Hz,14H),1.28(d,J=4.3Hz,12H),0.96(s,18H),0.86(s,18H),0.60(s,18H),−0.61(s,6H)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.02(d,J=2.0Hz,1H),7.75(dd,J=8.2,2.0Hz,1H),7.58−7.53(m,2H),7.28(d,J=8.2Hz,1H),7.19−7.11(m,2H)。
1H NMR(500MHz,アセトン−d6)δ10.58(s,1H),8.02(d,J=8.3Hz,2H),7.72(d,J=1.7Hz,2H),7.33(dd,J=8.3,1.7Hz,2H)。13C NMR(126MHz,アセトン−d6)δ142.06,123.35,122.62,122.55,120.00,114.95。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.86(d,J=8.3Hz,2H),7.73(d,J=1.5Hz,2H),7.35(dd,J=8.3,1.5Hz,2H),1.05(s,10H),0.76(s,6H)。13C NMR(126MHz,CDCl3)δ145.98,124.59,123.22,120.80,119.18,117.13,26.49,20.46,−1.28。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.08(d,J=7.7Hz,2H),7.98(s,1H),7.58(d,J=0.9Hz,2H),7.37(dd,J=7.7,0.8Hz,2H),1.54−1.46(m,4H),1.46−1.39(m,4H),1.39−1.26(m,20H),1.10(d,J=7.4Hz,12H),1.06(d,J=7.4Hz,12H),1.04−0.98(m,4H),0.96−0.89(m,6H)。13C NMR(126MHz,CDCl3)δ139.21,133.37,125.64,123.65,119.41,116.95,34.44,31.98,29.35,29.26,24.38,22.71,18.32,18.23,14.13,11.24,9.72。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.11(d,J=7.7Hz,2H),7.50−7.44(m,2H),7.37(dd,J=7.7,1.0Hz,2H),7.35−7.31(m,2H),7.23(s,1H),5.20(t,J=2.9Hz,1H),3.46(td,J=11.1,2.7Hz,1H),3.31(dt,J=11.3,3.6Hz,1H),1.75(s,2H),1.46−1.371(m,9H),1.37−1.04(m,32H),1.04−0.94(m,24H),0.92−0.86(m,9H),0.77(s,9H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ151.13,144.42,141.19,141.12,133.04,132.87,127.79,126.93,126.72,125.52,125.47,123.39,123.33,119.05,119.04,117.10,116.57,116.46,97.09,61.42,56.95,38.18,34.37,32.38,31.96,31.82,31.77,31.52,29.90,29.35,29.21,24.93,24.35,22.70,18.34,18.25,18.24,18.21,18.19,17.73,14.14,11.22,11.21,11.15,9.64,9.62。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.07(d,J=7.8Hz,2H),7.84(d,J=2.5Hz,1H),7.53(d,J=2.6Hz,1H),7.44(s,1H),7.38−7.31(m,3H),5.00(t,J=2.8Hz,1H),2.50(dt,J=11.4,3.8Hz,1H),2.40(td,J=11.2,2.7Hz,1H),1.79−1.67(m,2H),1.67−1.59(m,1H),1.44−1.16(m,54H),1.05−0.94(m,21H),0.94−0.83(m,11H),0.73(s,9H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ156.25,145.56,140.31,140.29,133.94,132.95,132.75,129.69,129.47,125.52,125.47,123.57,123.01,118.93,118.79,117.76,116.66,101.58,83.45,60.85,56.97,38.32,34.35,32.42,31.95,31.92,31.78,30.96,29.73,29.34,29.22,29.20,25.05,24.93,24.86,24.35,24.31,22.70,18.35,18.29,18.28,18.26,18.23,18.20,18.17,17.98,14.13,11.26,11.13,11.11,11.08,9.81,9.67。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.12(d,J=7.7Hz,4H),7.42(d,J=2.4Hz,2H),7.39(d,J=2.3Hz,2H),7.36(d,J=7.8Hz,4H),7.31(s,4H),6.99(s,2H),6.29(s,2H),3.70(t,J=6.1Hz,4H),2.73(t,J=7.4Hz,4H),2.55(t,J=7.4Hz,4H),2.26(s,6H),1.78(p,J=7.7Hz,4H),1.73(s,4H),1.63(p,J=5.9Hz,2H),1.45(s,3H),1.42−1.11(m,69H),1.02−0.82(m,64H),0.78(s,18H)。13C NMR(101MHz,CDCl3)δ150.42,147.80,145.59,142.33,140.88,136.41,133.22,131.08,130.02,129.27,128.74,127.63,126.38,125.93,125.67,124.62,123.80,119.39,116.68,70.32,57.10,38.27,34.45,32.55,32.12,31.98,31.89,31.84,30.49,30.41,29.45,29.32,24.82,24.42,22.85,18.91,18.46,18.38,18.31,14.28,11.32,11.26,9.82。
1H NMR(500MHz,C6D6)δ8.23(d,J=7.7Hz,2H),8.18(s,2H),8.17(d,J=7.7Hz,2H),8.10(s,2H),7.67(d,J=2.6Hz,2H),7.60(d,J=7.7Hz,2H),7.56(d,J=7.7Hz,2H),7.52(d,J=2.6Hz,2H),7.10(s,2H),4.11(dt,J=9.9,4.8Hz,2H),3.75(dt,J=10.7,5.6Hz,2H),2.44−2.30(m,4H),2.23(ddt,J=19.5,16.3,6.3Hz,4H),2.05(s,6H),1.77−0.86(series of m and d,144H),0.83(s,18H),−0.59(s,6H)。13C NMR(126MHz,C6D6)δ154.21,148.77,145.48,142.09,141.91,139.54,137.55,134.57,132.36,132.19,131.82,131.72,131.62,128.91,128.71,126.70,126.31,125.99,125.62,125.27,123.88,120.32,119.75,119.03,118.11,75.34,56.91,50.02,37.73,34.54,34.13,32.89,32.18,31.98,31.64,30.95,30.79,30.23,29.82,29.78,29.44,29.40,29.35,29.22,24.74,24.72,24.27,22.76,22.69,18.82,18.67,18.59,18.51,18.39,18.37,18.34,18.29,18.23,14.05,13.98,11.69,11.48,11.37,10.16,9.31。
比較触媒A(Comp. 触媒A)及び本発明の触媒1〜2(Inv.触媒1〜2)を使用して、2リットルのParrバッチ重合反応器中でエチレン及び1−オクテンを重合した。すべての供給を、アルミナカラム及びQ−5触媒(Engelhard Chemicals Inc.から入手可能)を通過させた後に、重合反応器に導入した。プロ触媒及び活性剤溶液を、窒素雰囲気下で、グローブボックス内で処理した後に、重合反応器に添加した。
試験方法は以下を含む。
密度を測定する試料は、ASTM D−1928に従って調製する。測定は、ASTM D−792、方法Bを用いて試料のプレス成形の1時間以内に行う。
メルトインデックス(I2)は、ASTM−D 1238、条件190℃/2.16kgに従って測定し、10分毎に溶出したグラム数で報告する。メルトフローレイト(I10)は、ASTM−D 1238、条件190℃/10kgに従って測定し、10分毎に溶出したグラム数で報告する。
示差走査熱量測定(DSC)を用いて、広範囲の温度にわたってポリマーの溶融及び結晶化挙動を測定することができる。例えば、RCS(冷凍冷却システム)及びオートサンプラーを装備したTA Instruments Q1000 DSCを用いて、この分析を実施する。試験中、50ml/分の窒素パージガス流れを使用する。各試料を、約175℃で薄膜に溶融プレスし、次いで、溶融した試料を室温(約−25℃)に空冷する。3〜10mg、直径6mmの試料を、冷却したポリマーから抽出し、秤量し、軽量アルミニウムパン(約50mg)の中に入れ、クリンプして閉じる。次いで、分析を実施して、その熱特性を決定する。
メルトレオロジー、定温周波数掃引は、25mm平行プレートを装備したTA Instruments製Advanced Rheometric Expansion System(ARES)レオメーターを用い、窒素パージ下で実施した。周波数掃引は、2.0mmのギャップ及び10%の一定歪みですべての試料について190℃で実施した。周波数間隔は、0.1〜100ラジアン/秒であった。応力応答を振幅及び位相に関して分析し、それから、貯蔵弾性率(G’)、損失弾性率(G’’)、及び動的溶融粘度(η*)を計算した。
エチレン/アルファ−オレフィン共重合体を、以下の手順に従って、GPCにより、それらの特性について試験した。GPCシステムは、オンボード示差屈折計(RI)を装備したWaters(Milford,MA)製150℃の高温クロマトグラフ(他の好適な高温GPC装置には、Polymer Laboratories(Shropshire,UK)製の210型及び220型が含まれる)で構成される。追加の検出器は、Polymer ChAR(Valencia,Spain)製のIR4赤外線検出器、Precision Detectors(Amherst,MA)製の2アングルレーザー光散乱検出器2040型、及びViscotek(Houston,TX)製の150R 4キャピラリ溶液粘度計を含み得る。最後の2つの独立した検出器及び第1の検出器の少なくとも1つを有するGPCは、「3D−GPC」と称される場合があり、一方、「GPC」という用語は単独で、従来のGPCを指す。計算を目的として、試料に応じて、15度角または90度角の光散乱検出器を使用する。データ収集は、Viscotek TriSECソフトウェアバージョン3及び4チャンネルViscotek Data Manager DM400を使用して実施する。システムには、Polymer Laboratories(Shropshire,UK)製のオンライン溶媒脱気装置も装備させる。適切な高温GPCカラムは、例えば、4本の30cm長Shodex HT803 13ミクロンカラムまたは4本の20ミクロン混合孔径充填の30cmの カラム(MixA LS,Polymer Labs)を使用することができる。試料カルーセル区画は、140℃で作動させ、カラム区画は150℃で作動させる。試料は、50ミリリットルの溶媒中の0.1グラムのポリマー濃度に調製する。クロマトグラフ溶媒及び試料調製溶媒は、200ppmのブチルヒドロキシトルエン(BHT)を含有する。両溶媒を窒素によりスパージングする。ポリエチレン試料を160℃で4時間穏やかに撹拌する。注入体積は、200マイクロリットルである。GPC全体の流量は、1ml/分に設定する。
試料ポリマーの指数(g’)は、まず、SRM 1475aホモポリマーポリエチレン(または等価参照)を用いて、上記ゲル浸透クロマトグラフィー法に記載される光散乱、粘度、及び濃度の検出器を較正することにより決定する。光散乱及び粘度計の検出器オフセットは、当該較正に記載されるように、濃度検出器に対して決定する。ベースラインが、光散乱、粘度計、及び濃度のクロマトグラムから引かれ、次いで、積分ウィンドウが、屈折率クロマトグラムにより検出可能なポリマーの存在を示す、光散乱及び粘度計クロマトグラムにおける低分子量保持体積範囲のすべてを間違いなく積分するように設定される。線状ホモポリマーポリエチレンを用いて、SRM1475a標準等の幅広い分子量ポリエチレン標準を注入し、データファイルを計算し、光散乱検出器及び粘度検出器からそれぞれ導かれる固有粘度(IV)及び分子量(MW)、ならびに各クロマトグラフスライスのRI検出器質量定数から決定される濃度を記録することによって、Mark−Houwink(MH)線状基準線を確立する。試料の分析のために、各クロマトグラフスライスに対する手順は、試料のMark−Houwink線を得るために繰り返される。なお、一部の試料については、より低分子量、固有粘度、及び分子量データは、測定された分子量及び固有粘度が、線状ホモポリマーGPC較正曲線に漸近的に近づくように外挿される必要があり得ることに留意する。この目的のために、高度に分岐した多くのエチレン系ポリマー試料は、長鎖分岐指数(g’)の計算を行う前に、短鎖分岐の寄与を考慮するように、線状基準線を僅かにシフトさせることを必要とする。
最後に、すべてのスライス(i)にわたるポリマーの炭素1000個当たりの平均のLCBf 量は、図4に示される式4を用いて決定することができる。
3D−GPCの構成において、ポリエチレン及びポリスチレン標準が、2つのポリマータイプ、ポリスチレン及びポリエチレンのそれぞれに対して独立に、Mark−Houwink定数のK及びαを求めるために使用することができる。これらを用いて、以下の方法の適用において、Williams及びWardのポリエチレン等価分子量を精緻なものにすることができる。
コモノマー分布解析は、結晶化溶出分画(CEF)(PolymerChar in Spain)で実施する(B Monrabal et al,Macromol.Symp.257,71−79(2007))。600ppmの抗酸化剤ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を有するオルト−ジクロロベンゼン(ODCB)を溶媒として使用する。試料調製は、(別途記載がない限り)オートサンプラーを用いて、160℃で2時間の振盪下で、4mg/mlで行われる。注入量は、300ulである。CEFの温度プロフィールは、3℃/分で110℃〜30℃までの結晶化、30℃で5分間の熱平衡、3℃/分で30℃〜140℃までの溶出である。結晶化の間の流量は、0.052ml/分である。溶出の間の流量は、0.50ml/分である。データは、1データポイント/秒で収集する。CEFカラムは、the Dow Chemical Companyにより、1/8インチのステンレス管で125μm±6%のガラスビーズ(MO−SCI Specialty Products)を充填したものである。ガラスビーズは、the Dow Chemical Companyからの要求によりMO−SCI Specialtyによって酸洗浄される。カラム容積は、2.06mlである。カラム温度の較正は、ODCB中のNIST標準物質の線状ポリエチレン1475a(1.0mg/ml)及びエイコサン(2mg/ml)の混合物を使用することにより実施する。温度は、NIST線状ポリエチレン1475aが101.0℃でピーク温度を有し、かつエイコサンが30.0℃のピーク温度を有するように、溶出加熱速度を調節することによって較正する。CEFカラム分離度は、NIST線状ポリエチレン1475a(1.0mg/ml)とヘキサコンタン(Fluka、purum、>97.0、1mg/ml)との混合物を用いて計算する。ヘキサコンタンとNISTポリエチレン1475aのベースライン分離が、達成される。ヘキサコンタンの面積(35.0〜67.0℃)対67.0〜110.0℃のNIST 1475aの面積は、50対50であり、35.0℃未満の可溶性画分の量は、<1.8重量%である。CEFカラム分離度は、図12に示される、式12に定義され、カラム分離度は6.0である。
コモノマー分布定数(CDC)は、CEFによるコモノマー分布プロフィールから計算される。CDCは、図13の式13に示されるように、コモノマー分布指数をコモノマー分布形状係数で除算し、100を乗じたものとして定義される。
コモノマー分布形状係数は、コモノマー分布プロフィールの半値幅を、ピーク温度(Tp)からコモノマー分布プロフィールの標準偏差で除算した比として定義される。
(A)図14に示される式14に従って、CEFから温度を0.200℃ずつ段階的に増加させて、35.0℃〜119.0℃の各々の温度(T)での重量分率(WT(T))を得るステップ、
(B)図15に示される式15に従って、0.500の累積重量分率での温度中央値{T中央値)を計算するステップ、
(C)図16に示される式16に従って、コモノマー含量較正曲線を用いることにより温度中央値{T中央値)での対応するコモノマー含量中央値(モル%){C中央値)を計算するステップ、
(D)既知のコモノマー含量を有する一連の標準物質を用いることによりコモノマー含量較正曲線を構築するステップ、即ち、狭いコモノマー分布(CEFにおいて35.0〜119.0℃の単峰性コモノマー分布)を有する、0.0モル〜7.0モルの範囲のコモノマー含量での重量平均Mwが35,000〜115,000(従来のGPCによって測定)の11個の標準物質を、CEFの実験の項に明記されるものと同じ実験条件でCEFによって分析するステップ、
(E)各標準物質のピーク温度(Tp)及びそのコモノマー含量を使用することにより、コモノマー含量の較正値を計算するステップ;図16に示される式16に示されるように、較正値は、各標準物質から計算され、式中、R2は、相関定数である、
(F)コモノマー分布指数を、0.5*ian〜1.5* C中央値の範囲のコモノマー含量を有する全重量分率から計算するステップ、T中央値が98.0℃よりも高い場合には、コモノマー分布指数は0.95と定義される、
(G)35.0℃〜119.0℃の最大ピークに対して各々のデータポイントを探すことにより、CEFコモノマー分布プロフィールから最大ピーク高さを得るステップ(2つのピークが同一の場合には、低い方の温度ピークが選択される);半値幅は、最大ピーク高さの半分での前部温度と後部温度の間の温度差として定義され、最大ピークの半分での前部温度は35.0℃から前方に探し、一方、最大ピークの半分での後部温度は119.0℃から後方に探し、ピーク温度の差が各ピークの半値幅の合計の1.1倍以上である明確な二峰性分布の場合には、本発明のエチレン系ポリマー組成物の半値幅は、各ピークの半値幅の相加平均として計算される、
(H)図17に示される式17に従って、温度の標準偏差(Stdev)を計算するステップ。
ゼロ剪断粘度は、直径25mmの平行プレートを190℃で用いるAR−G2応力制御レオメーター(TA Instruments;New Castle,Del)で実行されるクリープ試験によって得られる。レオメーターオーブンは、固定具をゼロに合わせる前に少なくとも30分間、試験温度に設定する。試験温度で、圧縮成形した試料ディスクを、プレートの間に挿入し、5分間かけて平衡状態にした。次に、上側のプレートを、所望の試験ギャップ(1.5mm)の50μm上まで下げる。余分な材料を切り落とし、上部のプレートを所望のギャップまで下げる。測定は、窒素パージ下、5L/分の流量で行う。デフォルトクリープ時間は、2時間に設定する。
ゼロ剪断粘度比(ZSVR)は、図18に示される式18に示されるように、同等の重量平均分子量(Mw_gpc)での、本発明のポリマーのゼロ剪断粘度(ZSV)の、線状ポリエチレン材料のZSVに対する比として定義される。
Mw_gpc値を得るために、クロマトグラフシステムは、Polymer Laboratories Model PL−210またはPolymer Laboratories Model PL−220のいずれかから構成される。カラム及びカルーセル区画を140℃で作動させる。3つのPolymer Laboratories 10−ιη Mixed−Bカラムは、1,2,4−トリクロロベンゼンの溶媒と共に使用する。試料を、50mLの溶媒中の0.1gのポリマーの濃度で調製する。試料を調製するために使用される溶媒は、200ppmの抗酸化剤ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する。試料を、160℃で4時間軽く撹拌することによって調製した。使用した注入体積は、100マイクロリットルであり、流量は1.0mL/分である。GPCカラムセットの較正は、Polymer Laboratoriesから購入した21種の狭い分子量分布のポリスチレン標準を用いて行う。ポリスチレン標準のピーク分子量を、図20に示される式20を用いて、ポリエチレン分子量に変換する。
ポリマーの融解温度(Tm)及びガラス転移温度(Tg)を、示差走査熱量測定(Q2000 DSC,TA Instruments,Inc.)によって測定した。第一に、試料を、「ジャンプ・トゥ(Jump To)」特性を用いて、室温から200℃に加熱した。この温度で4分間固定した後、試料を−90℃に10℃/分で冷却し、4分間固定し、次いで、200℃に再度加熱した。分子量分布(Mw,Mn)の情報を、特注のDow製Robotic−Assisted Dilution High−Temperature Gel Permeation Chromatographer(RAD−GPC)での解析により決定した。ポリマー試料を、160℃で90分間かけて、5〜7mg/mLの濃度に、栓をしたバイアル中で300ppmのBHTによって安定化させた1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)中に、撹拌しながら、溶解させた。次いで、それらを1mg/mLに希釈し、その後すぐに、400μL分量の試料を注入した。GPCでは、150℃、2.0mL/分の流量で、2つの(2)Polymer LabsのPLゲル10μm MIXED−Bカラム(300mm×10mm)が使用された。試料検出は、濃縮モードのPolyChar IR4検出器を用いて行った。この温度でのTCB中のPS及びPEの既知のMark−Houwink係数を用いて、ホモ−ポリエチレン(PE)に対して見掛けの単位を調整した、狭いポリスチレン(PS)標準の従来型較正を利用した。1−オクテンの取り込みを決定するために、ポリマー試料を、1,2,4−トリクロロベンゼン中に、160℃で1時間かけて、振盪させながら、30mg/mLの濃度に溶解させた。ΙΟΟμi分量の各ポリマー/TCB溶液を、窒素不活性化下、160℃で、特注のシリコンウエハー上の個々のセル中に入れた。ウエハーを160℃で45分間固定し、次いで、熱から取り出し、室温まで冷却した。次いで、このウエハーを、Nicolet Nexus 670 FT−IR ESP赤外分光計を用いて解析した。CH3面積(1382.7〜1373.5波数)のC3/4面積(1525〜1400波数)に対する比をとり、エチレン−co−1−オクテンポリマー標準のNMR解析を通じて作成された標準曲線に対して正規化することにより、各試料中のMol1−オクテンを決定した。
Claims (6)
- エチレン系ポリマーを生成するための重合プロセスであって、1つ以上の反応器を有する反応器系中の触媒系の存在下で、エチレン及び任意に1つ以上のα−オレフィンを重合することを含み、第1の触媒系が、
(a)以下の式(I)の金属−配位子錯体を含む1つ以上のプロ触媒を含み、
Mが、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムであり、それぞれが独立して、+2、+3、または+4の形式酸化数であり、dが0〜3の整数であり、dが0である場合、Xが不在であり、各Xが、独立して、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である単座配位子であるか、または2つのXが一緒になって、中性、モノアニオン性、もしくはジアニオン性である二座配位子を形成し、X及びdが、前記式(I)の金属−配位子錯体が、全体的に中性になるように選択され、
各Zが、独立して、O、S、N(C1−C40)ヒドロカルビル、またはP(C1−C40)ヒドロカルビルであり、
Lが、(C2−C40)ヒドロカルビレンまたは(C2−C40)ヘテロヒドロカルビレンであり、前記(23−C40)ヒドロカルビレンが、式(I)中のZ原子(そこにLが結合している)を連結している2炭素原子〜10炭素原子のリンカー主鎖を含む部分を有し、前記(C2−C40)ヘテロヒドロカルビレンが、式(I)中のZ原子を連結している2原子〜10原子のリンカー主鎖を含む部分を有し、前記(C2−C40)ヘテロヒドロカルビレンの前記2原子〜10原子のリンカー主鎖の前記2原子〜10原子の各々が、独立して、炭素原子またはヘテロ原子であり、各ヘテロ原子が、独立して、O、S、S(O)、S(O)2、Si(RC)2、P(RP)、またはN(RN)であり、独立して、各RCが(C1−C30)ヒドロカルビルであり、各RPが(C1−C30)ヒドロカルビルであり、各RNが(C1−C30)ヒドロカルビルであるかまたは不在であり、
mが1〜6の整数であり、各Yが独立して、C、Si、Ge、N、O、S、P、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、3〜8個の環原子を含む環状構造を形成し、式中、nが0〜3の整数であり、(YRn)mの各Rnが独立して、水素、非置換または置換(C1−C18)アルキル、アリール、ヘテロヒドロカルビル、ヘテロアリール、=O、FCH2O−、F2HCO−、F3CO−、R3Si−、RO−、RS−、R2N−、R2C=N−、NC−、RC(O)O−、ROC(O)−、RC(O)N(R)−、またはR2NC(O)−からなる群から選択されるかまたは2つのRが一緒になって、非置換または1つ以上のR置換基で置換され得る環構造を形成し、
T及びQがそれぞれ独立して、H、C、Si、Ge、N、O、S、及びPからなる群から選択され、任意に、3〜8個の環原子を含む環状構造を形成することができ、
R1−12がそれぞれ独立して、(C1−C40)ヒドロカルビル、(C1−C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC)3、Ge(RC)3、P(RP)2、N(RN)2、ORC、SRC、NO2、CN、CF3、RCS(O)−、RCS(O)2−、(RC)2C=N−、RCC(O)O−、RCOC(O)−、RCC(O)N(R)−、(RC)2NC(O)−、ハロゲン原子、水素原子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
R1及びR12のうちの少なくとも1つが、式(II)の構造:
式中、R13〜R20のそれぞれが独立して、(C1−C40)ヒドロカルビル、(C1−C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(RC)3、Ge(RC)3、P(RP)2、N(RN)2、ORC、SRC、NO2、CN、CF3、RCS(O)−、RCS(O)2−、(RC)2C=N−、RCC(O)O−、RCOC(O)−、RCC(O)N(R)−、(RC)2NC(O)−、ハロゲン原子、水素原子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(RC)3、Ge(RC)3、P(RP)2、N(RN)2、ORC、SRC、RCS(O)−、RCS(O)2−、(RC)2C=N−、RCC(O)O−、RCOC(O)−、RCC(O)N(R)−、(RC)2NC(O)−、ヒドロカルビレン、及びヘテロヒドロカルビレン基のそれぞれが独立して、非置換であるかまたは1つ以上のRS置換基で置換され、
各RSが独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C1−C18)アルキル、F3C−,FCH2O−、F2HCO−、F3CO−、R3Si−、R3Ge−、RO−、RS−、RS(O)−、RS(O)2−、R2P−、R2N−、R2C=N−、NC−、RC(O)O−、ROC(O)−、RC(O)N(R)−、またはR2NC(O)−であるか、または2つのRSが一緒になって、非置換(C1−C18)アルキレンを形成し、各Rが独立して、非置換(C1−C18)アルキルであり、2つ以上のR基(例えば、R7−12、R7−9、R7−8、R2−6、R3−6、R5−6からの)が、一緒に環構造に結合することができ、かかる環状構造が、いずれの水素原子も除いて、前記環中に3〜50個の原子を有する、プロセス。 - R1及びR12が同じである、請求項1に記載のプロセス。
- R1及びR12が、第三級アルキル(例え第三級ブチル)、第三級アリール(フェニル置換)、第三級−アルキル−アリール、第三級−ヘテロアリール、第三級−アルキル−ヘテロアリール、第三級シリル置換、第三級ゲルマニウム置換、またはこれらの組み合わせを含む、2,7−二置換カルバゾリル断片である、請求項1に記載のプロセス。
- 前記1つ以上のプロ触媒が、以下の式の金属−配位子錯体を含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記1つ以上のプロ触媒が、以下の式の金属−配位子錯体を含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記1つ以上のプロ触媒が、以下の式の金属−配位子錯体を含む、請求項1に記載のプロセス。
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