(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-01
(45)【発行日】2024-03-11
(54)【発明の名称】ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体及びこの製造方法
(51)【国際特許分類】
C08F 297/02 20060101AFI20240304BHJP
【FI】
C08F297/02
(21)【出願番号】P 2022544398
(86)(22)【出願日】2021-04-16
(86)【国際出願番号】 KR2021004823
(87)【国際公開番号】W WO2021210953
(87)【国際公開日】2021-10-21
【審査請求日】2022-07-21
(31)【優先権主張番号】10-2020-0046031
(32)【優先日】2020-04-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】500239823
【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100122161
【氏名又は名称】渡部 崇
(72)【発明者】
【氏名】スル・キ・イム
(72)【発明者】
【氏名】ヒョン・モ・イ
(72)【発明者】
【氏名】ジ・ヒョン・パク
(72)【発明者】
【氏名】ユン・コン・キム
(72)【発明者】
【氏名】スン・ジュン・ユ
(72)【発明者】
【氏名】ソク・ピル・サ
(72)【発明者】
【氏名】キ・ス・イ
(72)【発明者】
【氏名】ウン・ジ・シン
【審査官】横山 法緒
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第02/046249(WO,A1)
【文献】国際公開第2018/182174(WO,A1)
【文献】国際公開第2019/190289(WO,A1)
【文献】国際公開第2008/112133(WO,A2)
【文献】特開2008-163140(JP,A)
【文献】特開2015-199919(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08F 297/00-297/08
C08F 4/00-4/82
C08F 6/00-246/00
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ゲル透過クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography,GPC)から測定される下記(a)から(c)条件、及び
13C NMR(500MHz、テトラクロロエタン-d2、標準物質TMS)スペクトルでの下記(d)条件を満たすポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体:
(a)重量平均分子量は100,000から300,000g/mol;
(b)分子量分布は1.5から3.0;
(c)ゲル透過クロマトグラフィーの測定結果に対して、x軸をlogMwとし、y軸をdw/dlogMwとするグラフからモデリングしたガウス関数が下記数学式1で表現され、下記数学式1中、各定数値は-0.01<A<0.03、4.8<B<5.2、0.8<C<1.2、0.6<D<1.2を満たす;
(d)前記ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体のうちポリオレフィンブロックは1以上の分岐点を含むが、前記分岐点の炭素原子は36から40ppmのピークを示し、前記分岐点から分岐された分岐鎖の末端炭素原子は13から15ppmのピークを示す;
【数1】
(前記数学式1中、Mwは、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の重量平均分子量を意味する)。
【請求項2】
ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-プロピレン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ブテン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ペンテン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ヘキセン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ヘプテン)-ポリスチレンブロック共重合体及びポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-オクテン)-ポリスチレンブロック共重合体からなる群から選択された1種以上である、請求項1に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体。
【請求項3】
(S1)下記化学式1で表される遷移金属化合物を含む触媒組成物の存在下に、有機亜鉛化合物を連鎖移動剤としてオレフィン系単量体を重合してポリオレフィンブロックを形成するステップ;及び
(S2)ケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物及びトリアミン化合物の存在下に、前記ポリオレフィンブロックとスチレン系単量体をアニオン重合してポリスチレンブロックを形成するステップ;を含む、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の製造方法:
【化1】
前記化学式1中、
Mは、Ti、ZrまたはHfであり、
R
1からR
4は、それぞれ独立して水素;置換又は非置換の炭素数1から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数3から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、このうち隣接した2つ以上は互いに連結されて環を形成してもよく、
R
5及びR
6は、それぞれ独立して水素;置換又は非置換の炭素数1から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数3から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、前記置換は炭素数1から12のアルキル基によって置換されるものであり、
R
7は、それぞれ独立して置換又は非置換の炭素数4から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数4から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、
nは、1から5であり、
Y
1及びY
2は、それぞれ独立してハロゲン基;置換または炭素数1から20のアルキル基;炭素数2から20のアルケニル基;炭素数2から20のアルキニル基;炭素数3から20のシクロアルキル基;炭素数6から20のアリール基;炭素数7から20のアルキルアリール基;炭素数7から20のアリールアルキル基;炭素数5から20のヘテロアリール基;炭素数1から20のアルコキシ基;置換又は非置換の炭素数6から20のアリールオキシ基;炭素数1から20のアルキルアミノ基;炭素数6から20のアリールアミノ基;炭素数1から20のアルキルチオ基;炭素数6から20のアリールチオ基;炭素数1から20のアルキルシリル基;炭素数6から20のアリールシリル基;ヒドロキシ基;アミノ基;チオ基;シリル基;シアノ基;またはニトロ基である。
【請求項4】
前記化学式1で表される遷移金属化合物は、下記化合物のうち選択されるものである、請求項3に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の製造方法。
【化2】
【請求項5】
前記有機亜鉛化合物は、下記化学式4で表される化合物である、請求項3又は4に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の製造方法:
【化3】
前記化学式4中、
Aは、炭素数1から20のアルキレン;炭素数6から20のアリレン;またはハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシまたは炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から20のアリレンであり、
Bは、炭素数2から12のアルケニルで置換された炭素数6から12のアリレンである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[関連出願の相互参照]
本出願は、2020年4月16日付韓国特許出願第2020-0046031号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
【0002】
本発明は、ポリオレフィン鎖の両末端にポリスチレン鎖が付着される構造のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体及びこの製造方法に関する。
【背景技術】
【0003】
ブロック共重合体は、日常的なプラスチックだけでなく、先端装置にまで広く用いられる素材であって、研究開発が活発に進められている。特に、ポリオレフィン系(POs)ブロックとポリスチレン系(PSs)ブロックを全て含むスチレン-オレフィン共重合樹脂は、耐熱性、耐光性、弾性力などに優れる特徴があるため、非常に多様な技術分野で有用に用いられている。
【0004】
ポリオレフィン-ポリスチレンブロック共重合体、例えば、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレン(Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene;SEBS)またはスチレン-エチレン-プロピレン-スチレン(Styrene-Ethylene-Propylene-Styrene;SEPS)は、現在、全世界的に数十万トン規模の市場が形成されている。代表的には、スチレン-オレフィン共重合樹脂のうち一つとして、ポリスチレン-block-ポリ(エチレン-co-1-ブテン)-block-ポリスチレン(SEBS)三重ブロック共重合体を例示することができる。SEBS三重ブロック共重合体は、構造中に硬質のポリスチレンドメインが軟質のポリ(エチレン-co-1-ブテン)マトリックスから分離されて物理的架橋サイトとして作用するため、熱可塑性エラストマー特性を示す。このような特性により、SEBSはゴム及びプラスチックなどを必要とする製品群でさらに広範囲に用いられており、その利用範囲が徐々に拡大されることによって需要が大きく増加している。
【0005】
一方、共重合体の分子量と分子量分布は、物質の機械的性質、熱的性質などを決定する重要な要因であって、加工性にまで多くの影響を及ぼすため、共重合体の物性分析のために分子量を分析することは、最も基本的でありながらも重要な技術として認識されている。分子量を測定する方法としては、粘度法、末端基分析法、光散乱法など様々あるが、最も広く用いられる代表的な方法は、GPC(ゲル透過クロマトグラフィー、Gel Permeation Chromatography)を用いる方法である。
【0006】
GPCは、多孔性ゲルをカラムに充填させ、分子量の差によって物質を分離する方法であって、分子量が大きい物質はゲル内の気孔を通過せずに排出されるため滞留時間が短く、分子量の小さい物質はゲル気孔を通過した後に排出されるため滞留時間が長くなる現象を用いたものであり、これから数平均分子量、重量平均分子量などを算出することができる。
【0007】
前記のような背景下に、本発明者達は、所望の引張強度、伸び率などの物性を示すポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を製造するために研究してきており、共重合体の重量平均分子量及び分子量分布を特定の範囲内にあるように調節することで、所望の物性を具現できるポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を製造できることを確認し、本発明を完成した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、ポリオレフィン鎖の両末端にポリスチレン鎖が付着された構造のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を提供することである。具体的に、本発明は、重量平均分子量と分子量分布が特定の関係を維持することで、引張強度、伸び率、モジュラスなどの機械的物性が優れて現われるポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決するため、本発明は、ゲル透過クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography,GPC)から測定される下記(a)から(c)条件、及び
13C NMR(500MHz、テトラクロロエタン-d2、標準物質TMS)スペクトルでの下記(d)条件を満たすポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を提供する:
(a)重量平均分子量は、100,000から300,000g/mol;
(b)分子量分布は、1.5から3.0;
(c)ゲル透過クロマトグラフィーの測定結果に対して、x軸をlogMwとし、y軸をdw/dlogMwとするグラフからモデリングしたガウス関数が下記数学式1で表現され、下記数学式1中、各定数値は-0.01<A<0.03、4.8<B<5.2、0.8<C<1.2、0.6<D<1.2を満たす;
(d)前記ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体のうちポリオレフィンブロックは1以上の分岐点を含むが、前記分岐点の炭素原子は36から40ppmのピークを示し、前記分岐点から分岐された分岐鎖の末端炭素原子は13から15ppmのピークを示す;
【数1】
(前記数学式1中、Mwは、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の重量平均分子量を意味する)。
【発明の効果】
【0011】
本発明で提供するポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体は、引張強度、伸び率、モジュラスなどの機械的物性に優れるため、多様な産業的用途に有用に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】実施例で製造した遷移金属化合物の
1H NMRスペクトル及び
13C NMRスペクトルを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明に対する理解を助けるため、本発明をさらに詳しく説明する。
【0014】
本発明の説明及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的かつ辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に即して、本発明の技術的思想に適合する意味と概念に解釈されなければならない。
【0015】
ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体
本発明のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体は、ゲル透過クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography,GPC)から測定される下記(a)から(c)条件、及び
13C NMR(500MHz、テトラクロロエタン-d2、標準物質TMS)スペクトルでの下記(d)条件を満たすことを特徴とする。
(a)重量平均分子量は、100,000から300,000g/mol;
(b)分子量分布は、1.5から3.0;
(c)ゲル透過クロマトグラフィーの測定結果に対して、x軸をlogMwとし、y軸をdw/dlogMwとするグラフからモデリングしたガウス関数が下記数学式1で表現され、下記数学式1中、各定数値は-0.01<A<0.03、4.8<B<5.2、0.8<C<1.2、0.6<D<1.2を満たす;
(d)前記ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体のうちポリオレフィンブロックは1以上の分岐点を含むが、前記分岐点の炭素原子は36から40ppmのピークを示し、前記分岐点から分岐された分岐鎖の末端炭素原子は13から15ppmのピークを示す;
【数2】
(前記数学式1中、Mwは、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の重量平均分子量を意味する)。
【0016】
本発明のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体は、後述するように新規な構造の特定遷移金属化合物を触媒として製造されたものであって、共重合体の物性を決定する重要な要素である重量平均分子量が数学式1を満たして特定分布の重量平均分子量及び分子量分布値を有することにより、引張特性(例えば、引張強度、伸び率、モジュラスなど)が優れて具現される特徴を有する。
【0017】
前記条件(a)に関して、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の重量平均分子量は100,000から300,000g/molであり、具体的には105,000g/mol以上、300,000g/mol以下、250,000g/mol以下であってよい。
【0018】
前記条件(b)に関して、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の分子量分布は1.5から3.0であり、具体的には1.5から2.5、または1.5から2.3であってよい。
【0019】
前記重量平均分子量と数平均分子量は、ゲル透過型クロマトグラフィー(GPC;Gel Permeation Chromatography)で分析されるポリスチレン換算分子量であり、前記分子量分布は、(重量平均分子量)/(数平均分子量)の比から計算されたものである。
【0020】
後述するように、条件(c)の数学式1はガウス分布を示し、これに含まれた定数BからDは、共重合体の重量平均分子量と分子量分布を表現する定数値として用いられ、本発明の共重合体は、前記AからDの数値範囲を満たしながら、条件(a)及び(b)の重量平均分子量及び分子量分布値を同時に満たすものである。
【0021】
前記条件(c)に関して、ゲル透過クロマトグラフィーの測定結果に対して、x軸をlogMwとし、y軸をdw/dlogMwとするグラフからモデリングしたガウス関数から下記数学式1を導出したとき、数学式1に含まれた各定数値は-0.01<A<0.03、4.8<B<5.2、0.8<C<1.2、0.6<D<1.2を満たす。具体的には、定数Aは、-0.01超過、-0.0099超過、0.03未満であってよく、定数Bは、4.8超過、4.85超過、5.2未満、5.19未満、定数Cは、0.8超過、0.85超過、1.2未満、1.19未満、定数Dは、0.6超過、0.65超過、1.2未満、1.19未満であってよい。
【0022】
前記数学式1は、前述したように、ポリスチレンを換算基準としたゲル透過型クロマトグラフィーで測定して得られる、横軸が重量平均分子量(Mw)の対数値である「(log(Mw))」であり、縦軸が濃度分率(w)を重量平均分子量の対数値(log(Mw))で微分した値である「dw/dlog(Mw)」を示す微分分子量分布曲線を示すものであって、これは重量平均分子量の対数値によって当該分子量を有する高分子の重量分率(weight fraction)を示すものとみられる。
【0023】
すなわち、本発明では、x軸をlogMwとし、y軸をdw/dlogMwとするグラフからモデリングしたガウス関数を前記数学式1で表現し、この際の定数AからD値を計算し、それぞれ特定の範囲に属するということを新たに見出した。
【0024】
前記数学式1中、定数AからDは、ガウス分布が示すカーブを表現する定数であって、分布曲線の高さ、最大ピーク半値幅、最大ピークが示す中心位置などを示す。より具体的に、ガウス分布に含まれる定数Aはy切片を示し、定数Cはグラフ面積の算術的意味を示す。また、定数B及びDは、重量平均分子量と分子量分布に対応した共重合体の物理的特性を示す。
【0025】
前記条件(d)に関して、前記ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体に含まれたポリオレフィンブロックは1以上の分岐点を含むが、前記分岐点の炭素原子は36から40ppmのピーク、または37から40ppmのピークを示し、前記分岐点から分岐された分岐鎖の末端炭素原子は13から15ppmのピーク、具体的には13.5から15ppmのピークを示すことができる。
【0026】
前記のように、本発明のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体は、分岐点の炭素原子が高いピークを有し、分岐鎖の末端炭素原子は相対的に低いピークを有するが、これはポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体のポリオレフィンブロックが主鎖から出た分岐鎖を必ず含み、分岐鎖の長さが長いため、優れた物性を示すはずであることを意味するものである。
【0027】
前記ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体は、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-プロピレン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ブテン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ペンテン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ヘキセン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ヘプテン)-ポリスチレンブロック共重合体及びポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-オクテン)-ポリスチレンブロック共重合体からなる群から選択された1種以上であってよい。
【0028】
ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の製造方法
本発明のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の製造方法は、(S1)下記化学式1で表される遷移金属化合物を含む触媒組成物の存在下に、有機亜鉛化合物を連鎖移動剤としてオレフィン系単量体を重合してポリオレフィンブロックを形成するステップ;及び(S2)ケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物及びトリアミン化合物の存在下に、前記ポリオレフィンブロックとスチレン系単量体をアニオン重合してポリスチレンブロックを形成するステップ;を含むことを特徴とする。
【0029】
ステップ(S1)
ステップ(S1)は、下記化学式1で表される遷移金属化合物を含む触媒組成物の存在下に、有機亜鉛化合物を連鎖移動剤としてオレフィン系単量体を重合してポリオレフィンブロックを形成するステップである。
【0030】
【化1】
前記化学式1中、
Mは、Ti、ZrまたはHfであり、
R
1からR
4は、それぞれ独立して水素;置換又は非置換の炭素数1から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数3から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、このうち隣接した2つ以上は互いに連結されて環を形成してもよく、
R
5及びR
6は、それぞれ独立して水素;置換又は非置換の炭素数1から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数3から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、前記置換は炭素数1から12のアルキル基によって置換されるものであり、
R
7は、それぞれ独立して置換又は非置換の炭素数4から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数4から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、
nは1から5であり、
Y
1及びY
2は、それぞれ独立してハロゲン基;置換または炭素数1から20のアルキル基;炭素数2から20のアルケニル基;炭素数2から20のアルキニル基;炭素数3から20のシクロアルキル基;炭素数6から20のアリール基;炭素数7から20のアルキルアリール基;炭素数7から20のアリールアルキル基;炭素数5から20のヘテロアリール基;炭素数1から20のアルコキシ基;置換又は非置換の炭素数6から20のアリールオキシ基;炭素数1から20のアルキルアミノ基;炭素数6から20のアリールアミノ基;炭素数1から20のアルキルチオ基;炭素数6から20のアリールチオ基;炭素数1から20のアルキルシリル基;炭素数6から20のアリールシリル基;ヒドロキシ基;アミノ基;チオ基;シリル基;シアノ基;またはニトロ基である。
【0031】
具体的に、前記化学式1中、MはHfであってよい。
【0032】
具体的に、前記化学式1中、R1からR4は、それぞれ独立して水素;または置換又は非置換の炭素数1から20のアルキル基であり、このうち隣接した2つ以上は互いに連結されて環を形成してもよい。または、R1及びR2は、それぞれ独立して炭素数1から20のアルキル基であって、互いに連結されて炭素数5から20の芳香族環を形成し、前記R3及びR4は水素であってよい。
【0033】
具体的に、前記化学式1中、R5及びR6は、それぞれ独立して水素;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、前記置換は炭素数1から6のアルキル基によって置換されるものであってよい。
【0034】
具体的に、前記化学式1中、R7は、それぞれ独立して置換又は非置換の炭素数4から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数4から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であってよい。
【0035】
具体的に、前記化学式1中、nは1から3、好ましくは2であってよい。
【0036】
具体的に、前記化学式1中、X1及びX2は、それぞれ独立して炭素数1から20のアルキル基であってよい。
【0037】
より具体的に、前記化学式1で表される遷移金属化合物は、下記化学式1aで表される化合物であってよい。
【0038】
【化2】
前記化学式1a中、
M、R
5からR
7、Y
1及びY
2は、前記で定義した通りである。
【0039】
前記化学式1で表される遷移金属化合物は、具体的に下記化合物のうち選択されるものであってよいが、これに制限されず、化学式1に該当する全ての遷移金属化合物が本発明に含まれる。
【0040】
【0041】
また、本発明は、下記化学式2で表されるリガンド化合物を提供する。
【0042】
【化4】
前記化学式2中、
R
1からR
4は、それぞれ独立して置換又は非置換の炭素数1から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数3から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、このうち隣接した2つ以上は互いに連結されて環を形成してもよく、
R
5及びR
6は、それぞれ独立して水素;置換又は非置換の炭素数1から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数3から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、前記置換は、炭素数1から12のアルキル基によって置換されるものであり、
R
7は、それぞれ独立して置換又は非置換の炭素数4から20のアルキル基;置換又は非置換の炭素数4から20のシクロアルキル基;または置換又は非置換の炭素数6から20のアリール基であり、
nは、1から5である。
【0043】
すなわち、本発明の遷移金属化合物は、下記化学式2で表されるリガンド化合物及び化学式3で表される化合物を反応させるステップ;を含んで製造されてよい。
【0044】
【0045】
【化6】
前記式中、
R
1からR
7、M、Y
1及びY
2は、前記で定義した通りである。
【0046】
一方、本発明の化学式1で表される遷移金属化合物を製造するとき、下記のような過程によって反応を行ってもよい。
【0047】
【0048】
【0049】
本発明において、前記有機亜鉛化合物は、連鎖移動剤(chain transfer agent)として用いられ、重合反応で製造するとき、連鎖移動が行われるようにして共重合体が製造されるように誘導する物質であり、具体的には下記化学式4で表される化合物であってよい。
【0050】
【化9】
前記化学式4中、
Aは、炭素数1から20のアルキレン;炭素数6から20のアリレン;またはハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシまたは炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から20のアリレンであり、
Bは、炭素数2から12のアルケニルで置換された炭素数6から12のアリレンである。
また、前記Aは、炭素数1から12のアルキレン;炭素数6から12のアリレン;またはハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシまたは炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から12のアリレンであってよく、
前記Bは、炭素数2から8のアルケニルで置換された炭素数6から12のアリレンであってよい。
【0051】
前記化学式4は、化学式の両末端が二重結合の構造を有してよく、例えば、前記Bがアルケニルで置換されたアリレンであるとき、前記アリレンが前記Aと連結され、前記アリレンに置換されたアルケニルの二重結合が前記化学式4で最外側部分に位置してもよい。
【0052】
前記有機亜鉛化合物を触媒組成物の存在下にオレフィン系単量体1種以上と反応させる場合、前記有機亜鉛化合物の亜鉛(Zn)と有機基(A)との間に前記オレフィン系単量体が挿入されながら重合が行われるようになり得る。
【0053】
前記有機亜鉛化合物は、前記化学式1の遷移金属化合物1当量に対して1から200当量の量で混合されてよく、具体的には前記化学式1の遷移金属化合物1当量に対して10から100量の量で混合されてよい。
【0054】
前記有機亜鉛化合物は、THF及び多量のマグネシウム塩などの不純物を含んでいないため高純度で提供することが可能であり、これによって連鎖移動剤として使用でき、オレフィン重合に使用するのに有利である。
【0055】
また、前記触媒組成物は、下記化学式5で表される化合物をさらに含んでよく、下記化学式5で表される化合物は、助触媒、スカベンジャー又は両方の役割を担ってよい。
[化学式5]
-[Al(Ra)-O]m-
前記化学式5中、
Raは、それぞれ独立してハロゲンラジカル;炭素数1から20のヒドロカルビルラジカル;またはハロゲンで置換された炭素数1から20のヒドロカルビルラジカルであり、
mは、2以上の整数である。
【0056】
前記化学式5で表される化合物は、アルキルアルミノキサンであれば特に限定されない。好ましい例としては、修飾メチルアルミノキサン(MMAO)、メチルアルミノキサン(MAO)、エチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、ブチルアルミノキサンなどがあり、特に好ましい化合物は修飾メチルアルミノキサン(MMAO)であってよい。
【0057】
前記化学式5で表される化合物は、アルキルアルミニウムと水が反応して生成されるオリゴマー状の化合物であり、これを助触媒として使用する場合、連鎖移動が減少することになる。したがって、高分子量の共重合体を製造することができ、副反応としてホモ-ポリオレフィン(homo-polyolefin)が発生することも防止することができる。したがって、最終的には、高い引張強度などの優れた物性を示すポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を製造できるようになる。
【0058】
一方、前記化学式5で表される化合物は、前記のように連鎖移動を抑制することができる反面、例えば、アルキルアルミニウムのような化合物を助触媒として使用すれば、連鎖移動が多く発生して共重合体の分子量が低くなるだけでなく、ホモ-ポリオレフィンの生成が多くなってブロック共重合体の物性が低下するという問題が発生し得る。
【0059】
このように、本発明では、化学式1で表される遷移金属化合物及び化学式5で表される化合物を組み合わせて用いることにより、前述した(a)から(d)条件を有するポリオレフィン-ポリスチレン系ブロック共重合体を製造することができる。
【0060】
また、前記化学式1で表される遷移金属化合物と化学式5で表される化合物は、担体に担持された形態でも用いることができる。担体としては、シリカまたはアルミナが用いられてよいが、これに制限されない。
【0061】
また、前記触媒組成物は、下記化学式6で表される化合物をさらに含んでよい。
[化学式6]
[L-H]+[Z(A)4]-又は[L]+[Z(A)4]-
前記化学式6中、
Zは、13族元素であり、
Aは、それぞれ独立して1以上の水素原子が置換基で置換され得る炭素数6から20のアリール;または炭素数1から20のアルキルであり、
前記Aの置換基はハロゲン;炭素数1から20のヒドロカルビル;炭素数1から20のアルコキシ;または炭素数6から20のアリールオキシである。
【0062】
前記ステップ(S1)で反応物質として投入するオレフィン単量体は、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン及び1-エイコセンまたはこれらの混合物で形成された単量体などを例示することができる。前記オレフィン単量体は1種を単独で用いてよく、2種以上を混合して用いてもよい。
【0063】
前記ステップ(S1)は、例えば、均一溶液状態で行われてよい。この時、溶媒としては、炭化水素溶媒またはオレフィン単量体自体を媒質として用いてもよい。前記炭化水素溶媒としては、炭素数4から20の脂肪族炭化水素溶媒、具体的にイソブタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンなどを例示することができる。前記溶媒は1種を単独で用いてよく、2種以上を混合して用いてもよい。
【0064】
ステップ(S1)の重合温度は、反応物質、反応条件などによって変わり得、具体的に70から170℃、具体的に80から150℃、または90から120℃で行われてよい。前記範囲内で、高分子の溶解度を高めながらも、触媒を熱的に安定させることができる。
【0065】
ステップ(S1)の重合はバッチ式、半連続式または連続式で行われてよく、また異なる反応条件を有する二つ以上のステップで行われてもよい。
【0066】
前述したステップ(S1)により製造された化合物は、後述するステップ(S2)のアニオン重合反応により本発明のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を製造するための前駆体の役割を担うことができる。
【0067】
ステップ(S2)
前記ステップ(S2)は、ステップ(S1)に引き続き、ケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物及びトリアミン化合物の存在下に、前記ポリオレフィンブロックとスチレン系単量体をアニオン重合してポリスチレンブロックを形成し、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を製造するステップである。
【0068】
前記ステップ(S2)では、前述したステップ(S1)により形成された化合物が含んでいる(ポリオレフィンイル)2Znの亜鉛-炭素結合の間にスチレン系単量体を連続的に挿入することができ、また同時にステップ(S1)により形成された化合物の末端基に存在するスチレン基がスチレン系単量体との共重合部位に参加してポリスチレン鎖に連結されてよい。また、前記工程を介して生成された多重ブロック共重合体は、末端基が水、酸素または有機酸と反応して容易にクエンチングされてよく、これを介して産業的に有用なポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体に転換される。
【0069】
前記スチレン系単量体は、炭素数6から20のスチレン系単量体であってよい。さらに具体的には、炭素数6から20のアリール基が置換されたエチレン、フェニル基が置換されたエチレンなどを含むスチレン系単量体、例えばスチレンであってよい。
【0070】
前記ケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物は、下記化学式7で表される化合物であってよい。
[化学式7]
(CH3)3Si(CH2)Li
【0071】
このようなケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物は、アニオン重合の開始剤として広く使用される物質であって入手が容易であり、本発明への活用が容易である。
前記トリアミン化合物は、下記化学式8で表される化合物であってよい。
【0072】
【0073】
前記トリアミン化合物は、リチウムへの配位が容易であり、前記アルキルリチウム化合物の塩基としての反応性または求核体としての反応性を向上させる目的で使用される化合物であって入手が容易であり、単価が安い。
【0074】
本発明は、前記化学式7及び8の化合物(例えば、Me3SiCH2Li・(PMDETA))をステップ(S2)の開始剤として新たに使用することにより、ポリスチレンホモポリマー、ポリオレフィンホモポリマー、ポリオレフィン-ポリスチレン二重ブロック共重合体の生成量を抑制しながら、本発明の目的であるポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の生成を最大化することができる。
【0075】
前記化学式7で表されるケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物と化学式8で表されるトリアミン化合物は、脂肪族炭化水素溶媒で混合して投入してもよく、または反応器に化学式7で表されるケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物と化学式8で表されるトリアミン化合物を順次投入してもよい。
【0076】
前記ステップ(S2)のアニオン重合温度は、反応物質、反応条件などによって変わり得るが、具体的には40から170℃、より具体的には80から120℃で行われてよい。
【0077】
前記ステップ(S2)のアニオン重合は、バッチ式、半連続式または連続式に行われてよく、また異なる反応条件を有する二つ以上のステップで行われてもよい。
【0078】
前記ステップ(S2)のアニオン重合時間は、反応物質、反応条件などによって変わり得、具体的には0.5から10時間、0.5から8時間、0.5から5時間、または0.5から2時間であってよい。前記範囲内で、投入されるスチレン系単量体を全量多重ブロック共重合体に転換するのに有利である。
【0079】
このように、本発明の製造方法では、前述した化学式4で表される有機亜鉛化合物を用いてオレフィン重合を介してポリオレフィン鎖を成長させた後、連続してスチレンアニオン重合を行う方法を介してポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を製造し、これを介して従来より向上した物理的特性を有するため、産業上の活用が容易なポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を効率的に製造することができる。
【0080】
実施例
以下、実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。しかし、下記実施例は本発明を例示するためのものであって、これらだけに本発明の範囲が限定されるものではない。
【0081】
試薬及び実験条件
全ての実験は、標準グローブボックス及びシュレンク(Schlenk)技術を用いて不活性雰囲気下で行った。トルエン、ヘキサン及びテトラヒドロフラン(THF)は、ベンゾフェノンケチルで蒸留させて使用した。重合反応に使用されたメチルシクロヘキサン(無水グレード)は、東京化学工業(Tokyo Chemical Industry,TCI)から購入し、Na/K合金で精製して使用した。昇華グレードのHfCl4は、Stremeから購入してそのまま使用した。エチレン-プロピレンガス混合物は、ボンベ反応器(2.0L)でトリオクチルアルミニウム(鉱物系で0.6M)で精製して使用した。
【0082】
1H NMR(600MHz)及び13C NMR(150MHz)スペクトルは、ECZ600機器(JEOL)を用いて記録した。
【0083】
元素の分析は、亜洲大学の分析センターで行った。
【0084】
GPCデータは、屈折率検出器及び2つのカラム(PLarian Mixed-B 7.5×300mm Varian[Polymer Lab])が装着されたPL-GPC220システムを用いて、160℃で1,2,4-卜リクロロベンゼンで分析した。
【0085】
遷移金属化合物の製造
【化11】
(i)リガンド化合物の製造
【化12】
2,6-ジシクロヘキシルアニリン(0.772g、3.00mmol)及び6-ブロモ-2-ピリジンカルボキシアルデヒド(0.558g、3.00mmol)をトルエン(5mL)に溶解させ、分子篩(molecular sieve)を投入した。混合物を攪拌しながら、一晩中70℃に加熱した。濾過後、回転蒸発器で溶媒を除去した。黄色固体を収得した(1.07g、84%)。
【0086】
1H NMR(C6D6):δ8.41(s,1H,NCH),8.09(d,J=7.8Hz,1H),7.53(m,3H),6.85(d,J=7.8Hz,1H),6.63(t,J=7.8Hz,1H),2.74(m,2H),1.87(d,J=12Hz,4H),1.64(d,J=12.6Hz,4H),1.54(d,J=10.8Hz,2H),1.39(quartet,J=10.2Hz,4H),1.11(m,6H)ppm。
【0087】
13C NMR(C6D6):δ26.55,27.33,34.25,39.30,119.42,124.32,125.21,129.83,136.68,138.82,142.54,148.94,155.95,162.06ppm。
HRMS(EI):m/z 計算値([M+]C24H29BrN2)424.1514.測定値:424.1516。
【0088】
窒素下でシュレンクフラスコに前記化合物(1.07g、2.51mmol)、1-ナフチルボロン酸(0.453g、2.64mmol)、Na2CO3(0.700g、6.60mmol)、及びトルエン(5mL)を充填した。脱気されたH2O/EtOH(1mL、v/v、1:1)及びトルエン(1mL)中の(Ph3P)4Pd(7.83mg、0.00678mmol)の溶液を投入した。ヘキサン及び少量のトリエチルアミンを含有するエチルアセテート(v/v、90:3:1)を使用するシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーで淡黄色オイルを収得した(0.712g、60%)。
【0089】
1H NMR(C6D6):δ8.70(s,1H,NCH),8.41(d,J=7.8Hz,1H),8.31(d,J=7.8Hz,1H),7.68(d,J=7.2Hz,1H),7.65(d,J=7.8Hz,1H),7.54(d,J=7.2Hz,1H),7.27(m,4H),7.20(m,4H),2.93(m,2H),1.90(d,J=12Hz,4H),1.61(d,J=13.2Hz,4H),1.50(d,J=12.6Hz,2H),1.38(m,4H),1.11(m,6H),ppm。
【0090】
13C NMR(C6D6):δ26.63,27.38,34.35,39.36,119.21,124.32,124.98,125.50,126.15,126.21,126.64,126.75,128.15,128.73,129.38,131.81,134.52,136.94,137.14,138.52,149.48,155.13,159.79,164.05ppm。
HRMS(EI):m/z 計算値([M+]C34H36N2)472.2878.測定値:472.2878。
【0091】
ジエチルエーテル(8mL)に溶解された2-イソプロピルフェニルリチウム(0.114g、0.904mmol)を、ジエチルエーテル(20mL)中の前記化合物(0.247、0.523mmol)を含有するシュレンクフラスコに滴加した。3時間攪拌した後、塩化アンモニウム(0.30g)水溶液(10mL)を添加し、生成物をジエチルエーテルで抽出した(3×10mL)。生成されたオイルを60℃で高真空で一晩中乾燥させた。黄色固体を収得した(0.257g、83%)。
【0092】
1H NMR(C6D6):δ8.24(m,1H),7.90(m,1H),7.64(m,1H),7.62(d,J=7.8Hz,1H),7.56(d,J=7.2Hz,1H),7.26(m,3H),7.22(m,4H),7.11(m,5H),5.62(d,J=5.4Hz,1H,NCH),4.59(d,J=5.4Hz,1H,NH),3.31(septet,J=7.2Hz,1H,CH),2.74(m,2H),1.79(d,J=7.8Hz,2H),1.64(m,4H),1.54(m,4H),1.32(m,4H),1.08(m,2H),1.03(d,J=6.6Hz,3H,CH3),1.00(m,1H),0.980(d,J=6.6Hz,3H,CH3),0.921(m,3H)ppm。
【0093】
13C NMR(C6D6):δ23.78,24.45,26.63,27.42,27.54,28.96,34.77,35.08,39.01,67.64,119.99,122.89,124.13,124.80,125.36,125.77,126.08,126.46,126.56,126.71,127.58,128.55,129.35,131.84,134.64,136.94,138.77,141.88,142.24,144.97,146.32,159.28,163.74ppm。
HRMS(EI):m/z 計算値([M+]C43H48N2)592.3817.測定値:592.3819。
【0094】
(ii)遷移金属化合物の製造
シュレンクフラスコにトルエン(1.5g)中の前記リガンド化合物(0.150g、0.253mmol)を満たし、室温でn-BuLi(0.17mL、ヘキサン中の1.6M溶液、0.27mmol)を滴加した。1時間攪拌した後、HfCl
4(0.0814g、0.254mmol)を固体で添加した。反応混合物を100℃で加熱し、2時間攪拌した。冷却後、MeMgBr(0.29mL、ジエチルエーテル中の3.1M溶液、0.89mmol)を投入して室温で一晩中攪拌した。真空ラインで揮発性物質を除去した後、生成物をトルエン(1.5g)で抽出した。抽出物をセライト濾過を介して収得した。真空ラインを介して溶媒を除去した後、残留物をヘキサン(2mL)で軟化処理して黄色固体を収得した(0.128g、63%)。
1H NMRスペクトル及び
13C NMRスペクトル分析し、その結果を
図1に示した。
【0095】
1H NMR(C6D6):δ8.58(d,J=7.8Hz,1H),8.29(d,J=8.4Hz,1H),7.79(d,J=7.8Hz,1H),7.71(d,J=7.2Hz,1H),7.54(d,J=7.8Hz,1H),7.46(m,1H),7.30(m,2H),7.15(m,3H),7.09(m,3H),6.88(t,J=7.8Hz,1H),6.62(d,J=8.4Hz,1H),6.48(s,1H,NCH),3.39(m,1H),2.92(m,2H),2.15(d,J=13.8Hz,1H),2.10(d,J=13.8Hz,2H),1.80(m,2H),1.65(m,3H),1.29(m,6H),1.17(d,J=7.2Hz,3H,CH3),1.07(m,3H),0.99(s,3H,HfCH3),0.95(m,2H),0.73(d,J=7.2Hz,3H,CH3),0.70(s,3H,HfCH3),0.23(m,1H)ppm。
【0096】
13C NMR(C6D6):δ23.31,25.04,26.63,26.74,27.70,27.76,27.81,28.29,28.89,35.00,35.66,36.62,37.02,38.13,40.88,62.53,67.00,77.27,119.30,120.30,124.29,125.52,125.60,125.97,126.95,127.06,127.73,129.91,130.00,130.09,130.85,134.36,135.80,140.73,140.89,144.02,145.12,146.31,146.38,146.49,164.46,170.79,206.40ppm。
分析計算値.(C45H52HfN2):C,67.61;H,6.56;N,3.50%.測定値:C,67.98;H,6.88;N,3.19%。
【0097】
有機亜鉛化合物の製造
【化13】
ボランジメチルスルフィド(1.6mL、3.2mmol)を攪拌中のトリエチルボラン(0.6g)に徐々に投入した後、90分間反応させた。-20℃に冷却されている無水ジエチルエーテル(10mL)に溶かしたジビニルベンゼン(3.8g)に徐々に投入した後、一晩中攪拌した。真空ポンプで溶媒を除去した後、ジエチル亜鉛(0.8g)を添加した。5時間の間0℃で減圧蒸留を介して生成されるトリエチルボランを除去しながら反応を進めた。40℃で余分のジビニルベンゼン及びジエチル亜鉛を減圧蒸留で除去した。メチルシクロヘキサン(150mL)を添加して産物を再び溶解した後、副産物として生成された固体化合物をセライトを用いて濾過して除去し、前記化学式で表される有機亜鉛化合物を製造した。
【0098】
ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の製造
実施例1
Parr反応器(600mL)を120℃で2時間の間真空乾燥した。スカベンジャーとしてメチルシクロヘキサン(200g)中のMMAO(813mg、2020μmol-Al)の溶液を反応器に投入し、混合物を加熱マントルを用いて120℃で1時間攪拌し、次いで溶液をカニューレを用いて除去した。
【0099】
反応器にスカベンジャーとしてMMAO(2020μmol-Al)を含有するメチルシクロヘキサン(1200g)を満たし、オレフィン単量体として1-ヘキセン(560g)を満たした後、温度は90℃に設定した。連鎖移動剤としてメチルシクロヘキサン(1.58g)中の前記有機亜鉛化合物(2800μmol)の溶液を満たし、次いでメチルシクロヘキサン中の[(C18H37)2N(H)Me]+[B(C6F5)4]-(1.0eq)で活性化させた前記遷移金属化合物(12μmol-Hf)を含有するメチルシクロヘキサン溶液を注入した。エチレンタンクのバルブを開いて反応器内の圧力が25barになるように維持させながら、重合を40分間90-120℃の範囲内で行った。重合後、エチレンガスを排出し、反応器温度を再び90℃に調整した。
【0100】
温度が90℃に到達すると、Me3SiCH2Li(3.080mmol)及びPMDETA(3.388mmol)をメチルシクロヘキサン(3.85g)に混合して製造したMe3SiCH2Li・(PMDETA)溶液を添加した。攪拌しながら温度を90℃で30分間維持させた後、スチレン(132g)を注入した。温度は加熱マントルを用いて90-100℃の範囲で調節した。粘度は次第に増加して5時間以内にほとんど非可視性状態に到達した。分取物の1H NMR分析からスチレンの完全な転換を確認した。スチレンの完全な転換後、2-エチルヘキサン酸(2-ethylhexanoic acid)及びエタノールを連続して注入した。収得した重合体の塊を80℃の真空オーブンで一晩中乾燥させた。
【0101】
実施例2から15
反応条件を下記表1のように変更したことを除き、前記実施例1と同様の方法で製造した。
【0102】
比較例1から4
商業的に入手したSEBSとして、それぞれKraton社のG1650、G1651、G1652、G1654を使用した。
【0103】
比較例5
遷移金属化合物として下記化学式で表される化合物を用い、次のような方法で製造した。
【化14】
【0104】
高圧反応器にメチルシクロヘキサン(17g)に溶解したトリメチルアルミニウム(14.4mg、200umol-Al)溶液を注入した。100℃で1時間の間、高圧反応器中の触媒毒を浄化し、溶液をカニューレを用いて除去した。
【0105】
高圧反応器に前記有機亜鉛化合物(49.1mg、150μmol)をメチルシクロヘキサン(40g)に溶かして投入し、温度を80℃に上げた。前記遷移金属化合物と(C18H37)N(Me)H+[B(C6F5)4]-(4.0μmol)をベンゼンで2時間の間攪拌させた溶液を、トリオクチルアルミニウム(50μmol、18.3mg)をメチルシクロヘキサン(15g)に溶かした溶液(1.0g)と希釈させた。触媒溶液を高圧反応器に注入した後、直ちにエチレン-プロピレン混合ガスを20barの圧力で注入した。温度を95~115℃の範囲で調節した。単量体の消費により圧力が徐々に減少しており、45℃で55分間重合工程を行った後、残りのガスを排出した。
【0106】
Me3SiCH2Li(150μmol、14.1mg)とPMDETA(150μmol、26mg)をメチルシクロヘキサン(1.0g)に混合して前記反応器に注入した後、30分間攪拌させた。攪拌温度は90℃から100℃に維持させた。スチレン(7.8g)を高圧反応器に注入した後、90℃から100℃の間に維持しながら5時間にかけて反応させ、スチレン単量体を全て転換させた。スチレン単量体の完全な転換後、酢酸及びエタノールを連続的に注入した。重合体を収得した後、180℃の真空オーブンで一晩中乾燥させた。
【0107】
比較例6から9
重合条件を下記表2のように変更したことを除き、比較例5と同様の方法で共重合体を製造した。
【0108】
【0109】
実験例1
前記実施例及び比較例のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を対象にして、下記共重合体の物性を測定した。
【0110】
(1)エチレン、アルファオレフィン及びスチレンの含量の測定
NMRを介して測定した。Bruker 600MHz AVANCE III HD NMR装備を用いて1H NMRをns=16、d1=3s、溶媒(solvent)=TCE-d2、373K条件で測定後、TCE-d2溶媒ピークを6.0ppmに補正しており、1ppmで1-プロピレンのCH3を、0.96ppm近辺で1-ヘキセンによるブチル分岐のCH3関連ピーク(triplet)を確認した後、含量を計算した。また、スチレンの含量は、6.5から7.5ppm近辺で芳香族ピークで計算した。
【0111】
(2)重量平均分子量(Mw、g/mol)及び分子量分布(polydispersity index、PDI)
ゲル透過クロマトグラフィー(GPC:gel permeation chromatography)を用いて重量平均分子量(Mw、g/mol)及び数平均分子量(Mn、g/mol)をそれぞれ測定し、重量平均分子量を数平均分子量で除して分子量分布(polydispersity index、PDI)を計算した。
-カラム:PL Olexis
-溶媒:TCB(トリクロロベンゼン(trichlorobenzene))
-流速:1.0ml/分
-試料濃度:1.0mg/ml
-注入量:200μl
-カラム温度:160℃
-検出器:Agilent High Temperature RI detector
-標準:ポリスチレン(Polystyrene)
-Mark-Houwink式を用いて(K=40.8×10-5、α=0.7057)、Universal Calibrationで分子量計算
【0112】
(3)数学式1の定数A~D値計算
定数A~D値を計算するため、Originの非線形曲線フィット(Nonlinear Curve Fit)を活用してGPC測定データをガウス(Gaussian)関数でフィッティングした。
【0113】
【0114】
実験例2
前記実施例及び比較例のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を対象にして、分岐点の炭素原子、分岐点から分岐された分岐鎖の末端炭素原子のピーク値を下記表3にまとめて記載した。
【0115】
具体的に、機器Bruker AVANCEIII 500MHz NMRを使用し、試料50mg程度をTCE-d2(テトラクロロエタン-d2)溶媒1.2mLに入れ、ヒーティングブロック(heating block)で100℃で1時間加熱しながら、中間に2~3回ボルテキシング(vortexing)した。サンプルが均一に溶けたことを確認した後、NMRチューブ(tube)に移して100℃で13C NMRスペクトルを測定した。
【0116】
【0117】
実験例3
ASTM D412の引張試験法に準じて各試験片を製造し、引張強度、伸び率、300%モジュラスを測定した。
【0118】
【0119】
前記表4に示したように、本発明で提示する(a)から(d)条件を全て満たす実施例1から15のブロック共重合体は、前記条件を全て満たさない比較例の共重合体に比べ、引張強度、伸び率、300%モジュラスの引張特性が全て一定水準で均一に優れて現われる特性があることを確認した。
【0120】
実験例4
TA instrumentsのARES(Advanced Rheometric Expansion System)で複素粘度を測定した。サンプルは160℃で直径25.0mmの平行板(parallel plates)を用いてギャップ(gap)が2.0mmになるようにした。測定は動的歪み周波数掃引(dynamic strain frequency sweep)モードで、歪み(strain)は5%、振動数(frequency)は0.05rad/sで500rad/sまで、各ディケード(decade)に10点(point)ずつ総41点(point)を測定した。
【0121】
周波数0.5rad/s、125rad/sでの複素粘度を下記表5にまとめて示した。
【0122】
【0123】
前記結果の通り、本発明に係るポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体は、周波数の高い領域、特に周波数125rad/sで低い複素粘度を示すため、加工性に優れるということを確認した。