JPH03290438A - ポリプロピレンの成形物 - Google Patents

ポリプロピレンの成形物

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JPH03290438A
JPH03290438A JP2092304A JP9230490A JPH03290438A JP H03290438 A JPH03290438 A JP H03290438A JP 2092304 A JP2092304 A JP 2092304A JP 9230490 A JP9230490 A JP 9230490A JP H03290438 A JPH03290438 A JP H03290438A
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Tadashi Asanuma
正 浅沼
Kensei Sasaki
佐々木 建世
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明はポリプロピレンの成形物に関する。詳しくは、
実質的にトランスジグザグ構造の結晶構造からなるポリ
プロピレンの成形物に関する。
〔従来技(ネi〕
ポリプロピレンは軽量で安価なポリマーであり種々の用
途に利用されているが、特に延伸したものは強度にも優
れており種々の用途に利用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ポリプロピレンの結晶構造としてはアイソタクチックポ
リプロピレンではラセン構造であらが、シンジオタクチ
ックポリプロピレンではトランスジグザグ構造をとりう
ることか示されている(G、NATTAらMakroa
+o1.Chem、 、 vo175.215(196
4)。しかしながら従来のシンジオタクチックポリプロ
ピレンは室温の炭化水素化合物に可溶であり、結晶性の
ポリプロピレンの成形物として利用することは考え難く
また結晶構造として完全なトランスジグザり構造が結晶
学的に同定されたものはなかった。
〔vINを解決するための手段] 本発明者らは上記課題を解決して物性に優れた実質的に
完全にトランスジグザグ構造を有するポリプロピレン成
形物について鋭意探索し本発明を完成した。
即ち、本発明は実質的にシンジオタクチック構造を有す
るポリプロピレンを成形してなる実質的にトランスジグ
ザグ構造の結晶構造のみからなるポリプロピレンの成形
物である。
本発明についてその製造方法の一例を示すことでさらに
説明する。最も簡便には後述の方法で合成できる高立体
規則性のシンジオタクチック構造のポリプロピレンを溶
融成形した後、急冷して成形物とし、ついで延伸するこ
とで実質的にトランスジグザグ構造の結晶構造のみから
なるポリプロピレンの成形物とすることができる。また
別の方法としては比較的高分子量(例えば、後述のηで
1.0以上、)のシンジオタクチックポリプロピレンを
比較的高度(例えば3倍以上に延伸する。)に延伸する
ことでも実質的にトランスジグザグ構造のみとするこも
できる。
シンジオタクチックポリプロピレンとしては古くよりそ
の存在は知られている従来のバナジウム化合物とエーテ
ルおよび有機アル電ニウムからなる触媒で低温重合して
得た物を精製して用いたのでは充分な性能の成形物を得
ることができず、これらの方法によるものは後述の高立
体規則性のシンジオタクチックポリプロピレンとは異な
り常温の炭化水素可溶分として精製される。従ってこの
ようなものは本発明の成形物に用いられない、J。
A、 EWENらにより初めて発見された(J、^−,
Ches+、Soc、、1988,110.6255−
6256)非対称な配位子を有する遷移金属化合物とア
ルミノキサンからなる触媒によって得られるシンジオタ
クチックペンタッド分率が0.7を越えるようなタフテ
ィシティ−の良好なポリプロピレンが好ましく利用され
る。
本発明において実質的にシンジオタクチック構造である
ポリプロピレンを製造するための触媒としては、上記文
献に記載された化合物が例示できるが、異なる構造の触
媒であっても、プロピレンの単独重合を行ったときシン
ジオタクチックペンタッド分率が0.7以上のポリプロ
ピレンを製造することができる触媒系であれば利用でき
る。
非対称な配位子を有する遷移金属化合物としては上記文
献に記載されたイソプロピル(シクロペンタジェニル−
1−フルオレニル)ハフニウムジクロリド、あるいはイ
ソプロピル(シクロペンタジェニル−1−フルオレニル
)ジルコニウムジクロリドなどが例示され、またアルミ
ノキサンとしては、RR (式中Rは炭素数l〜3の炭化水素残基、9で表される
化合物が例示でき、特にRがメチル基であるメチルアル
ミノキサンでnが5以上、好ましくは10以上のものが
利用される。上記遷移金属化合物に対するアルミノキサ
ンの使用割合としては10〜1000000モル倍、通
常50〜5000モル倍である。
また重合条件については特に制限はなく不活性媒体を用
いる溶媒重合法、或いは実質的に不活性媒体の存在しな
い塊状重合法、気相重合法も利用できる0重合温度とし
ては一100〜200°C1重合圧力としては常圧〜1
00 kg/cjで行うのが一般的である。好ましくは
一100〜100°C1常圧〜50kg/CIIである
。またシンジオタクチック構造が実質的に失うなわれな
い程度に少量の他のオレフィンとの共重合体も利用でき
る。
ここで共重合に用いる他のオレフィンとしてはエチレン
あるいは炭素数4〜2oのα−オレフィンが例示でき具
体的にはブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、オ
クテン−1,4−メチルペンテン−1などが例示される
。プロピレンに対する重合の割合としては通常20w 
LX以下、より好ましくはPowt!以下の他のオレフ
ィンが共重合する条件で重合される。
成形物として利用するためにはプロピレンの単独重合体
ではシンジオタクチックペンタッド分率(A、 Zas
+belliら Macromolecules vo
+ 6687(1973)、同vol 8925(19
75))が0.7以上であるのが好ましく、0.7より
小さいと実質的に完全なトランスジグザグ構造の結晶構
造を有するポリプロピレン成形物とすることができず、
より好ましくは0゜75以上である。また共重合体を用
いる場合には”C−NMRでテトラメチルシランを基準
として約20.2pp−に観測されるピーク強度が約1
9〜22pp■に観測されるプロピレンの全メチル基の
強度の0゜3以上、より好ましくは0.5以上である。
この” C−NMRで測定する連鎖分布は短周期での構
造の乱れの尺度であるが物性を良好にするためには長周
期での構造の乱れも少ないことが必要であり、そのため
の尺度として沸騰n−ペンタン可溶分があり、その値と
して10wtX以下であることが好ましい、ここで沸騰
n−ペンタン可溶分は?パウダー状のポリマーをソック
スレー抽出器に入れ沸騰n−ペンタンで6時間抽出し抽
出されたポリマーの抽出前のポリマーに対する割合とし
て算出される。
また上記触媒系での重合に際して実質的に一段重合で行
うことで分子量分布が狭<135°Cでゲルパーミェー
ションクロマトグラフィーで測定した重量平均分子量と
数平均分子量の比(以下、Mll/MNと略記する)が
通常1.5〜3.5程度であるポリマーが得られるが、
2種の遷移金属化合物(金属として例えばジルコニウム
とハフニウムなど2種類のものを用いると効果的である
。)を用いたり、分子量の異なるものを2種以上混合す
るなどして3.5以上であるような広い分子量分布のも
のを製造することができ、どの樟な分子量分布を有する
ものも本発明に利用することができる。好ましい分子量
としては、135℃テトラリン溶液で測定した極限粘度
として0.5〜20.0種度であるのが一般的である。
上記実質的にシンジオタクチック構造の岨すプロピレン
は、加熱溶融し特定の形状に成形される、成形方法とし
ては特に制限は無く、押出成形法、射出成形法などが採
用できる。
本発明において好ましくは成形体を溶融した状態から1
00℃/win以上の速度で急冷することが行われ、こ
のようなものを用いることで延伸により簡単に実質的に
トランスジグザグ構造とするこができる。延伸は100
“C以下の比較的低温で行うことが好ましく、100°
Cを越える温度で行うと結晶構造が変化し好ましくない
。また冷却をゆっくり行うと他の結晶形が生し、高度の
延伸を行わないと実質的にトランスジグザグ構造とする
ことが困難となる。
本発明において実質的にトランスジグザグ構造とはX線
で結晶を観察した時、実質的に他の結晶構造が観測でき
ないという意味であり、例えば強度比としてトランスジ
グザグ構造に起因する回折強度の約1/lO以下の強度
でしか他の結晶構造に起因する回折像が観察されないと
いうことであり結晶化度が高いことを意味しない。
成形に際して結晶化核剤を利用することも勿論可能であ
る。ついで成形物は延伸されるが延伸方法としても特に
制限はなく通常の1軸あるいは2軸の延伸が採用でき、
他にロール延伸のような方法であってもよい、延伸倍率
としては好ましくは3.0倍以上であり、通常3.0〜
100倍程度である、延伸温度としては比較的低温で行
われ、高温ではシートの結晶化が進行して延伸しても実
質的にトランスジグザク構造のみとすることが困難とな
る。311常−10〜100℃で行うのが一般的である
こうして製造された実質的にトランスジグザク構造のみ
からなる成形物(実施例1)のX線回折のワイゼンベル
グカメラで撮影した繊維写真を第1図に示す、X線回折
の測定結果から決定した結晶構造を第2図に示す。
本発明のポリプロピレンの成形物の結晶構造はa=5.
22、b=11.17 、c=5.06λである斜方晶
系の結晶である。
〔実施例〕
以下に実施例を示しさらに本発明を説明する。
実施例1 常法にしたがって台底したイソプロピルシクロペンタジ
ェニル−1−フルオレンをリチウム化し、四塩化ジルコ
ニウムと反応し再結晶することで得たイソプロピル(シ
クロペンタジェニル−1−フルオレニル)ジルコニウム
ジクロリド0.2gと東洋アクゾ■製メチルアルミノキ
サン(重合度16.1) 30gを用い、内容積200
1のオートクレーブでトルエン8ol加え、重合圧力3
kg/c4−G、20″Cで2時間重合し、ついでメタ
ノールとアセト酢酸メチルで脱灰処理し塩酸水溶液で洗
浄し、ついで濾過して5.6 kgのシンジオタクチッ
クポリプロピレンを得た。このポリプロピレンは”C−
NMRによればシンジオタクチックペンタンド分率は0
.935であり、135℃テトラリン溶液で測定した極
限粘度ηは1.45.1,2.4−トリクロロベンゼン
で測定した問/MNは2.2であった。このポリプロピ
レンににステアリン酸カルシウムと2.6−ジーt−ブ
チルフェノールをそれぞれ10/10000と、10/
10000のタルクを加え造粒した後、40mmの押出
機で14本穴のダイで温度220℃、スクリュー回転数
64rpmで紡糸した。
グイからでたストランドは一10゛Cのプラインに導入
して急冷した。得られた繊維の太さは370 D/14
本であり引張試験をしたところ最高強度は480g、伸
びは68ozであった。また25°Cで10倍に延伸し
たものの最高強度は780g、伸びは252であり極め
て透明性の良好なものであった。これに対して120°
Cで延伸したもの(6倍では糸切れを起こすので5倍延
伸とした。〉は最高強度は680g、伸びは2ozであ
った。延伸前と延伸後の繊維写真(それぞれ第3図、第
1図、第4図(120″Cで延伸))を、延伸前はほと
んど非品性であり、25°Cで延伸したものはトランス
ジグザグ構造であるが、120°Cで延伸したものはト
ランスジグザグ構造以外の回折像が観察される。
〔発明の効果〕
本発明の成形体は強度にすぐれまた透明性も良好であり
工業的に極めて価値がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のポリプロピレン成形動転(実施例1)
の図面にかわるX線回折像をワイゼンベルグカメラで撮
影した写真の一例であり、第2図はその結晶構造を表す
図面である。第3図は実施例1の延伸前の図面にかわる
繊維写真であり、第4図はそれを120″Cで延伸した
ものの図面にかわる繊維写真である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、実質的にシンジオタクチック構造を有するポリプロ
    ピレンを成形してなる実質的にトランスジグザグ構造の
    結晶構造からなるポリプロピレンの成形物。 2、実質的にシンジオタクチック構造を有するポリプロ
    ピレンが1,2,4−トリクロロトルエン溶液で測定し
    た^1^3C−NMRで約20.2ppmに観測される
    ピークの吸収強度がプロピレンのメチル基に帰属される
    全ピークの吸収強度の総和の0.3以上である請求項1
    記載の成形物。 3、実質的にシンジオタクチック構造を有するポリプロ
    ピレンが沸騰n−ペンタン可溶分の割合が10wt%以
    下である請求項1記載の成形物。 4、トランスジグザグ構造の格子定数がa=5.22、
    b=11.17、c=5.06Åである斜方晶である請
    求項1記載の成形物。
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