JPH0356567B2 - - Google Patents
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- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
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Description
この発明は、補強ポリブタジエンの改善された
製造法に関するものである。
補強ポリブタジエンの製造法としては、不活性
有機溶媒中で、コバルト化合物と一般式AlRo
X3-o(ただし、Rは炭素数1〜6のアルキル基、
フエニル基またはシクロアルキル基であり、Xは
ハロゲン原子であり、nは1.5〜2の数字である)
で表わされるハロゲン含有有機アルミニウム化合
物から得られるシスー重合触媒の存在下に、1,
3−ブタジエンを重合してシス−1,4−ポリブ
タジエンを生成させ、続いてこの重合系に、さら
に1,3−ブタジエンおよび/または前記溶媒を
添加するかあるいは添加しないで、コバルト化合
物と、一般式AlR3(ただし、Rは前記と同じであ
る)で表わされる有機アルミニウム化合物と、二
硫化炭素とから得られる1,2重合触媒を存在さ
せて、1,3−ブタジエンを重合する方法が公知
である(特公昭49−17666号)。
前記の方法は、1,2−重合触媒のアルミニウ
ム成分として一般式AlR3で表わされる有機アル
ミニウム化合物を用いる方法であり、物性の優れ
た補強ポリブタジエンを製造することができる
が、反面1,2重合触媒の活性が低いという欠点
を有している。
本発明者らは、前記の重合法を改良することを
目的として研究した結果、AlR3のかわりにAlR3
の不活性溶剤溶液とNaOHまたはLiOHとを混合
して得られるAlR3とNaOHまたはLiOHとの反応
物である一般式AlR3・xMOH〔ただし、xは1
以下の数字であり、Rは炭素数1〜8のアルキル
基、フエニル基またはシクロアルキル基であり、
MはNaまたはLiである〕で表わされると推定さ
れる有機アルミニウムを用いれば、AlR3の使用
量を少なくしても1,2重合触媒の活性が高く、
高融点、高分子量のシンジオタクチツク1,2−
ポリブタジエンを与える1,2重合が進むことを
見い出し、本発明を完成した。
すなわち、この発明は、1,3−ブタジエンの
重合溶媒溶液中で、可溶性コバルト化合物および
一般式AlRoX3-o(ただし、Rは炭素数1〜8のア
ルキル基、フエニル基またはシクロアルキル基で
あり、Xはハロゲン原子であり、nは1.5〜2の
数字である)で表わされるハロゲン含有の有機ア
ルミニウム化合物から得られるシス−1,4重合
触媒の存在下に1,3−ブタジエンを重合してシ
ス−1,4ポリブタジエンを生成させ、続いてこ
の重合系に可溶性コバルト化合物、前記ハロゲン
含有の有機アルミニウム化合物、一般式AlR3(た
だし、Rは前記と同じである)で表わされる有機
アルミニウム化合物と水酸化ナトリウムあるいは
水酸化リチウムとの反応物および二硫化炭素ある
いはイソチオシアン酸フエニルから得られる1,
2重合触媒を存在させて1,3−ブタジエンを重
合して、沸騰n−ヘキサン不溶分が4〜30%、沸
騰n−ヘキサン可溶分が96〜70%である最終ポリ
ブタジエンを生成させることを特徴とする補強ポ
リブタジエンの製造法に関するものである。
この発明の方法によれば、1,2重合触媒の一
成分である高価なAlR3の使用量を低減すること
ができる(AlR3の一部を安価なMOHで代替えし
うるため、補強ポリブタジエンの製造コストを低
減することができるのである。従つて、この出願
の発明は工業上重要な意味をもつものである。
この発明の方法において、シス−1,4−重合
触媒のコバルト成分である可溶性コバルト化合物
は、使用する重合溶媒に可溶なコバルト化合物で
あればどのようなものでもよい。例えば、このよ
うな可溶性のコバルト化合物としては、コバルト
のβ−ジケトン錯体またはコバルトのβ−ケト酸
エステル錯体が好適に使用される。これらコバル
ト錯体の配位子のβ−ジケトンとしては、一般式
(式中、R1およびR2のそれぞれは、水素原子ま
たは炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基であり、
R3およびR4のそれぞれは炭素数1〜3の脂肪族
炭化水素基である)のβ−ジケトン類があげら
れ、また、配位子のβ−ケト酸エステルとして
は、一般式
(式中、R1、R2、R3およびR4は前記と同じであ
る)のβ−ケト酸エステルがあげられる。特に好
ましい錯体は、コバルト()アセチルアセトナ
ート、コバルト()アセチルアセトナート、コ
バルトアセト酢酸エチルエステル錯体である。
また可溶性のコバルト化合物としては、炭素数
6以上の有機カルボン酸のコバルト塩、例えばコ
バルトオクトエート、コバルトナフテネート、コ
バルトベンゾエートなどを使用することができ
る。
さらに、可溶性のコバルト化合物として、例え
ばハロゲン化コバルト錯体、すなわち一般式
CoXn・Ym
(式中、Xはハロゲン原子、特に好ましくは塩素
原子であり、nは2または3の整数であり、Yは
配位子であり、mは1〜4の整数である)で表わ
される錯体も好適に使用することができる。上式
において、配位子としてハロゲン化コバルトと錯
体を形成することが知られている任意の配位子、
例えばピリジン、トリエチルアミン、トリブチル
アミン、ジメチルアニリンなどのアミン、メチル
アルコール、エチルアルコールなどのアルコール
およびN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−
ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルム
アミドなどのN,N−ジアルキルアミドなどを挙
げることができる。特に好ましくハロゲン化コバ
ルト錯体としては、塩化コバルトピリジン錯体、
塩化コバルトエチルアルコール錯体を挙げること
ができる。
さらに、可溶性のコバルト化合物として、例え
ばトリス−π−アリルコバルト、ビスアクリロニ
トリル−π−アリルコバルト、ビス−π−1,5
−シクロオクタジエン−第3ブチルイソニトリル
コバルト、π−シクロオクテニル−π−1,5−
シクロオクタジエンコバルト、π−1,3−シク
ロヘプタジエニル−π−1,5−シクロオクタジ
エンコバルト、ビシクロ−〔3,3,0〕−オクタ
ジエニル−1,5−シクロオクタジエンコバル
ト、ビス−(π−アリル)ハロゲンコバルト(た
だし、ハロゲン原子は、塩素、臭素、沃素のうち
から選ばれる)、ビス−(π−1,5−シクロオク
タジエン)エチルコバルト、(1,3−ブタジエ
ン)〔1−(2−メチル−3−ブテニル)−π−ア
リル〕コバルトなどのオレフイン、ジオレフイン
のコバルト錯体も好適に使用することができる。
この発明の方法において、シス−1,4−重合
触媒のアルミニウム成分である有機アルミニウム
ハライドは、一般式AlRoX3-o(ただし、Rは炭素
数1〜6のアルキル基、フエニル基またはシクロ
アルキル基であり、Xはハロゲン原子であり、n
は1.5〜2の数字である)で表わされる化合物で
ある。有機アルミニウムハライドとして、ジエチ
ルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミ
ニウムモノブロライド、ジイソブチルアルミニウ
ムモノクロライドなどのジアルキルアルミニウム
ハライドや、エチルアルミニウムセスキクロライ
ドのようなアルキルアルミニウムセスキハライド
などを好適に使用することができる。
シス−1,4重合触媒の使用量は、1,3−ブ
タジエン1モルに対して、可溶性コバルト化合物
が0.005ミリモル以上、特に0.01ミリモル以上で
あり、有機アルミニウムハライドが0.5ミリモル
以上、特に1ミリモル以上であることが好まし
い。また、可溶性コバルト化合物に対する有機ア
ルミニウムハライドのモル比(Al/Co)は5以
上、特に15以上であることが好ましい。
1,3−ブタジエンの重合溶媒溶液用の重合用
媒としては、形成されるシス−1,4−ポリブタ
ジエンを溶解しうる有機溶媒であれば特に制限は
ないが、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳
香族炭化水素、n−ヘプタン、n−ヘキサンなど
を脂肪族炭化水素、シクロヘキサンなどの脂環族
炭化水素およびそれらのハロゲン化物、例えばク
ロルベンゼン、0−ジクロルベンゼン、塩化メチ
レン、1,2−ジクロルエタン、1,1,2−ト
リクロルエタンなどを挙げることができる。1,
3−ブタジエンの重合溶媒溶液中の水分の量は50
mg/(ppm)以下、特に10〜50mg/が好まし
い。
この発明の方法におけるシス−1,4重合の重
合温度は−20〜80℃、特に20〜70℃が好ましく、
重合圧力は常圧でもそれ以上でもよく、重合時間
は10分〜5時間の範囲が好ましい。また、反応系
における1,3−ブタジエンのシス−1,4重合
時の濃度は全重合溶液に対して5〜40重量%の範
囲であればよい。
前記のシス−1,4重合は、シス−1,4構造
含有率90%以上、特に95%以上で、固有粘度
〔η〕(トルエン中、30℃で測定)が1〜4、特に
1.3〜3であるシス−1,4ポリブタジエンが生
成するように行うのが好ましい。固有粘度を適当
な値にする為に、公知の分子量調節剤、例えば、
シクロオクタジエン(以後CODと略記する)、ア
レンなどの非共役ジエン類またはα−オレフイン
類を使用することができる。
この発明の方法においては、前記のシス−1,
4重合工程で得られるシス−1,4ポリブタジエ
ンおよびシス−1,4重合触媒を含有する重合溶
液中に、1,2重合触媒を存在させて1,3−ブ
タジエンを1,2重合させるのである。
1,2重合触媒のコバルト成分である可溶性コ
バルト化合物は、前記のシス−1,4重合触媒の
コバルト成分とまつたく同じものが使用できる。
1,2重合触媒のアルミニウム成分である有機
アルミニウムハライドは、前記のシス−1,4重
合触媒のアルミニウム成分とまつたく同じものが
使用できる。これらの成分は1,2重合に必要な
量をシス−1,4重合時に添加しておけば1,2
重合時での添加を省略することができる。
1,2重合触媒の他のアルミニウム成分である
有機アルミニウム;AlR3・xMOH〔ただし、x
は1以下の数字であり、MはNaまたはLiである〕
は、AlR3の不活性溶剤(1,3−ブタジエンの
重合溶媒溶液用の前記の重合溶媒の中から任意に
選ばれる)の溶液と、AlR3の等モル以下の量の
NaOH、またはLiOH(固形)とを溶解混合する
ことによつて得られるものである。前記のAlR3
のRは炭素数1〜8のアルキル基、フエニル基ま
たはシクロアルキル基であり、AlR3としてトリ
エチルアルミニウム、トリn−プロピルアルミニ
ウム、トリn−ブチルアルミニウム、トリイソブ
チルアルミニウム、トリn−ヘキシルアルミニウ
ム、トリシクロヘキシルアルミニウムなどを挙げ
ることができる。AlR3・xMOH溶液の調製につ
いては、触媒、Vol.7、37(1965)に詳しく記載さ
れている。MOHとAlR3とのモル比は0.01〜0.5が
好ましく、特に0.1〜0.35が好ましい。
この発明の方法においては1,2重合触媒成分
として二硫化炭素あるいはイソチオシアン酸フエ
ニル、好ましくは二硫化炭素が使用される。
この発明の方法における1,2重合触媒各成分
の使用量は重合に供される1,3−ブタジエンに
対して、重合溶媒に可溶性のコバルト化合物が
0.0005〜0.1モル%、有機アルミニウムハライド
が0.01〜1モル%、AlR3・xMOHがAlR3当りの
濃度で0.01〜1モル%、二硫化炭素あるいはイソ
チオシアン酸フエニルが0.001〜1モル%である
ことが好ましい。また、有機アルミニウムハライ
ドの量は可溶性コバルト化合物1モルに対して10
〜500モル、特に20〜200モルが好ましく、
AlR3・xMOHで表わされる有機アルミニウムの
濃度はAlR3当りで重合系内の水と等モル以上の
濃度で用いることが好ましく、水と有機アルミニ
ウムハライドとの合計量の1.5倍モル以下である
ことが好ましい。
二硫化炭素あるいはイソチオシアン酸フエニル
の量は可溶性コバルト化合物1モルに対して0.1
〜500モル、特に1〜500モルが好ましい。
1,2重合触媒各成分の添加順序、添加方法に
は特に制限はないが、二硫化炭素、フエニルイソ
チオシアン酸フエニルの添加順序は各成分の最後
が好ましい。しかし、実施例8に示すようにシス
−1,4重合の前にあらかじめ加えておくことも
できる。
この発明の方法における1,2重合の重合温度
は−20〜80℃、特に20〜60℃が好ましく、重合圧
力は常圧でもそれ以上でもよく、重合時間は10分
〜5時間の範囲が好ましい。
1,2重合用の溶媒はシス−1,4重合溶媒と
同様である。
この発明を実施する場合には、重合に供する
1,3−ブタジエンおよび溶媒の全量をシス−
1,4重合工程において添加してもよく、あるい
は、1,3−ブタジエンのシス−1,4重合工程
において、1,3−ブタジエンおよび/または溶
媒を一部添加し、ついて1,2重合工程におい
て、1,3−ブタジエンおよび/または溶媒の残
量を添加してもよい。この際反応系における1,
3−ブタジエンの濃度は全重合溶液に対して3〜
40重量%の範囲であることが好ましい。
また、この発明の方法は、バツチ式として同一
反応容器内で、シス−1,4重合とこれに続いて
1,2重合とを行うことによつても、あるいは連
続法として、シス−1,4重合域と、これに連な
る1,2重合域とで1,3−ブタジエンを連続的
に重合させることによつても、工業的に実施でき
る。
この発明の方法においては、前記の重合は、沸
騰n−ヘキサン不溶分が4〜30%、沸騰n−ヘキ
サン可溶分が96〜70%である最終ポリブタジエン
が生成するまで行う。
重合反応終了後ポリブタジエンを収得するには
公知の方法を適用することができる。例えば、重
合反応終了後、重合溶液に有機アルミニウムハラ
イドと反応するようなアルコール、水などの極性
溶剤を大量投入する方法、あるいは大量の極性溶
剤に重合溶液を投入する方法、塩酸、硫酸などの
無機酸、酢酸、安息香酸などの有機酸、モノエタ
ノールアミンやアンモニアを含む少量の極性溶剤
を重合溶液に投入する方法、塩化水素ガスを重合
溶液に導入する方法などにより1,3−ブタジエ
ンの重合を停止した後、メタノールなどの沈殿剤
を加えるか、あるいはフラツシユ(水蒸気を吹き
こむかまたは吹きこまずして溶媒を蒸発除去す
る)して重合体を析出させ、分離後乾燥してポリ
ブタジエンゴムを得ることができる。
この発明の方法によつて得られるポリブタジエ
ンは、沸騰n−ヘキサン可溶分と沸騰n−ヘキサ
ン不溶分(HI)とからなり、沸騰n−ヘキサン
不溶分が4〜30%であり、沸騰n−ヘキサン可溶
分が96〜70%である。好適には、沸騰n−ヘキサ
ン可溶分は固有粘度(〔η〕)(30℃、トルエン中
測定)が1〜5であり、シス−1,4構造含有率
が92%以上であり、沸騰n−ヘキサン不溶分は固
有粘度(〔η〕)(135℃、テトラリン中測定)が
0.5〜5であり、1,2構造含有率が85%以上で
あり、融点が200〜220℃である。そして、この沸
騰n−ヘキサン不溶分の1,2構造部分は主とし
てシンジオタクチツク−1,2構造を有してい
る。
この発明の方法により得られるポリブタジエン
は、従来、天然ゴムや高シス−1,4ポリブタジ
エンに用いられている既知の配合剤を配合するこ
とができる。
また、この発明の方法により得られるポリブタ
ジエンを天然ゴムや他の合成ゴムとブレンドして
使用することもできる。
次に実施例および比較例を示す。実施例および
比較例の記載において、ポリブタジエンの沸騰n
−ヘキサン不溶分は、2gの補強ポリブタジエン
を200mlのn−ヘキサンに室温で溶解させた後、
不溶分を4時間ソクスレー抽出器によつて抽出
し、抽出残分を真空乾燥し、その重量を精秤して
求めたものである。また、沸騰n−ヘキサン可溶
分は、上記のようにして得られたn−ヘキサン溶
解分およびソクスレー抽出器による抽出分からn
−ヘキサンを蒸発除去した後、真空乾燥し、その
重量を精秤して求めたものである。また、補強ポ
リブタジエンの沸騰n−ヘキサン可溶分およびシ
ス−1,4重合後のポリブタジエンのシス−1,
4構造含有率は赤外吸収スペクトル(IR)によ
り測定し、沸騰n−ヘキサン不溶分の1,2構造
含有率は核磁気共鳴スペクトル(NMR)により
測定し、沸騰n−ヘキサン不溶分の融点(MP)
は自記差動熱量計(DSC)による吸熱曲線のピ
ーク温度により決定した。
また、補強ポリブタジエンの沸騰n−ヘキサン
可溶分およびシス−1,4重合後のポリブタジエ
ンの固有粘度(〔η〕)については30℃、トルエン
中で測定した値であり、補強ポリブタジエンの沸
騰n−ヘキサン不溶分の固有粘度(〔η〕)につい
ては135℃、テトラリン中で測定した値である。
AlEt3・0.2NaOHの調製例
三方活栓つきの200mlの三角フラスコにスター
ラーピースを入れ内部を窒素置換後、ドライボツ
クス中で粉砕したNaOHを0.400g(10ミリモル)
を入れた。トリエチルアルミニウムのベンゼン溶
液(濃度0.54mmol/ml)を92.6ml(トリエチル
アルミニウム50ミリモル)加え室温で撹拌下反応
させた。
NaOHは速やかに溶解して均一透明無色の溶
液が得られた。
実施例 1
空気を窒素で置換し、温度計、撹拌棒、窒素ガ
ス導入管を備えた内容積2のセパラブルフラス
コ中に、乾燥した1,3−ブタジエン85gを脱水
ベンゼン860mlに溶解した1,3−ブタジエンの
ベンゼン溶液(水分10ミリモル含有)を入れ、液
温を40℃に保ちながら、この1,3−ブタジエン
のベンゼン溶液にシクロオクタジエン4.6ミリモ
ル、ジエチルアルミニウムモノクロライド4.0ミ
ルモルおよびコバルトオクトエート0.043ミリモ
ルを撹拌しながら順次添加した後、引き続き撹拌
しながら40℃で10分間1,3−ブタジエンをシス
−1,4重合した。ポリマーはシス−1,4構造
含有率が96%以上であり、〔η〕が2.4であつた。
シス−1,4重合後、直ちにAlEt3・0.2NaOHの
ベンゼン溶液をAlEt3当りで1.4ミリモルおよび二
硫化炭素0.13ミリモルを添加した後、撹拌しなが
ら40℃で16分間1,3−ブタジエンを1,2重合
した。得られたポリマー生成混合物に少量の2,
6−ジ第3ブチル−4−メチルフエノールおよび
塩酸を含む1のメタノールを加え重合反応を停
止させた。析出沈殿したポリマーを集し、約40
℃で減圧乾燥してポリブタジエン60.5gを得た。
このポリブタジエンは、沸騰n−ヘキサン不溶
分を14.7%含み、沸騰n−ヘキサン不溶分の1,
2構造含有率が93.0%であり、融点が205℃であ
り、固有粘度(〔η〕)が3.8であり、沸騰n−ヘ
キサン可溶分のシス−1,4構造含有率が96.4%
であり、固有粘度(〔η〕)(トルエン、30℃)が
2.2であつた。
実施例2〜4、比較例1〜3
実施例2〜4では、AlEt3・0.2NaOHを変量し
た他は実施例1と同様に行なつた。結果をAlEt3
のみを用いた比較例とともに表−1に示す。
This invention relates to an improved method for making reinforced polybutadiene. The method for producing reinforced polybutadiene is to combine a cobalt compound with the general formula AlR o in an inert organic solvent.
X 3-o (However, R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
phenyl group or cycloalkyl group, X is a halogen atom, n is a number from 1.5 to 2)
In the presence of a cis-polymerization catalyst obtained from a halogen-containing organoaluminum compound represented by 1,
3-butadiene is polymerized to form cis-1,4-polybutadiene, and the polymerization system is then treated with a cobalt compound and a general A known method is to polymerize 1,3-butadiene in the presence of a 1,2 polymerization catalyst obtained from an organoaluminum compound represented by the formula AlR3 (where R is the same as above) and carbon disulfide. (Special Publication No. 17666, Showa 49). The above method uses an organoaluminum compound represented by the general formula AlR3 as the aluminum component of the 1,2-polymerization catalyst, and can produce reinforced polybutadiene with excellent physical properties; It has the disadvantage of low catalyst activity. As a result of research aimed at improving the above polymerization method, the present inventors found that AlR 3 was used instead of AlR 3 .
The general formula AlR 3 xMOH is a reaction product of AlR 3 and NaOH or LiOH obtained by mixing an inert solvent solution of
are the following numbers, R is an alkyl group, phenyl group, or cycloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms,
If an organoaluminum estimated to be represented by M is Na or Li] is used, the activity of the 1,2 polymerization catalyst will be high even if the amount of AlR 3 used is small;
High melting point, high molecular weight syndiotactic 1,2-
It was discovered that 1,2 polymerization to give polybutadiene progresses, and the present invention was completed. That is, the present invention discloses that a soluble cobalt compound and a compound of the general formula AlR o 1,3-butadiene is polymerized in the presence of a cis-1,4 polymerization catalyst obtained from a halogen-containing organoaluminum compound represented by to produce cis-1,4 polybutadiene, and then add a soluble cobalt compound, the halogen-containing organoaluminum compound, and an organoaluminum represented by the general formula AlR 3 (where R is the same as above) to this polymerization system. 1, obtained from a reaction product of a compound with sodium hydroxide or lithium hydroxide and carbon disulfide or phenyl isothiocyanate.
Polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a bipolymerization catalyst to produce a final polybutadiene having a boiling n-hexane insoluble content of 4 to 30% and a boiling n-hexane soluble content of 96 to 70%. The present invention relates to a method for producing reinforced polybutadiene. According to the method of this invention, it is possible to reduce the amount of expensive AlR 3 used, which is a component of the 1,2 polymerization catalyst. Therefore, the invention of this application has important industrial significance.In the method of this invention, the soluble cobalt component of the cis-1,4-polymerization catalyst The cobalt compound may be any cobalt compound as long as it is soluble in the polymerization solvent used. For example, such a soluble cobalt compound may include a β-diketone complex of cobalt or a β-keto acid ester of cobalt. Complexes are preferably used.As the β-diketone of the ligand of these cobalt complexes, the general formula (In the formula, each of R 1 and R 2 is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms,
Each of R 3 and R 4 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms). (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as above). Particularly preferred complexes are cobalt () acetylacetonate, cobalt () acetylacetonate, and cobalt acetoacetic acid ethyl ester complexes. Further, as the soluble cobalt compound, a cobalt salt of an organic carboxylic acid having 6 or more carbon atoms, such as cobalt octoate, cobalt naphthenate, cobalt benzoate, etc. can be used. Furthermore, as a soluble cobalt compound, for example, a halogenated cobalt complex, that is, a general formula CoXn.Ym (wherein, X is a halogen atom, particularly preferably a chlorine atom, n is an integer of 2 or 3, and Y is a and m is an integer of 1 to 4) can also be suitably used. In the above formula, any ligand known to form a complex with cobalt halide as a ligand,
For example, amines such as pyridine, triethylamine, tributylamine, dimethylaniline, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and N,N-dimethylformamide, N,N-
Examples include N,N-dialkylamide such as dimethylacetamide and N,N-diethylformamide. Particularly preferred cobalt halide complexes include cobalt chloride pyridine complexes,
Mention may be made of cobalt chloride ethyl alcohol complex. Furthermore, examples of soluble cobalt compounds include tris-π-allyl cobalt, bis-acrylonitrile-π-allyl cobalt, bis-π-1,5
-cyclooctadiene-tert-butylisonitrile cobalt, π-cyclooctenyl-π-1,5-
Cyclooctadiene cobalt, π-1,3-cycloheptadienyl-π-1,5-cyclooctadiene cobalt, bicyclo-[3,3,0]-octadienyl-1,5-cyclooctadiene cobalt, bis- (π-allyl) halogen cobalt (however, the halogen atom is selected from chlorine, bromine, and iodine), bis-(π-1,5-cyclooctadiene) ethyl cobalt, (1,3-butadiene) [ Cobalt complexes of olefins and diolefins such as 1-(2-methyl-3-butenyl)-π-allyl]cobalt can also be suitably used. In the method of the present invention, the organoaluminum halide that is the aluminum component of the cis-1,4-polymerization catalyst has the general formula AlR o X 3-o (where R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, or is an alkyl group, X is a halogen atom, n
is a number from 1.5 to 2). As the organoaluminum halide, dialkylaluminum halides such as diethylaluminum monochloride, diethylaluminum monobroride, diisobutylaluminum monochloride, and alkylaluminum sesquihalides such as ethylaluminum sesquichloride can be suitably used. The amount of the cis-1,4 polymerization catalyst used is such that the soluble cobalt compound is 0.005 mmol or more, especially 0.01 mmol or more, and the organoaluminum halide is 0.5 mmol or more, especially 1 mmol or more, per 1 mole of 1,3-butadiene. It is preferable that Further, the molar ratio (Al/Co) of the organoaluminium halide to the soluble cobalt compound is preferably 5 or more, particularly 15 or more. The polymerization medium for the polymerization solvent solution of 1,3-butadiene is not particularly limited as long as it is an organic solvent that can dissolve the formed cis-1,4-polybutadiene, but aromatic solvents such as benzene, toluene, xylene, etc. group hydrocarbons, n-heptane, n-hexane, etc., aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, and their halides, such as chlorobenzene, 0-dichlorobenzene, methylene chloride, 1,2-dichloroethane , 1,1,2-trichloroethane, and the like. 1,
The amount of water in the polymerization solvent solution of 3-butadiene is 50
mg/(ppm) or less, particularly preferably 10 to 50 mg/. The polymerization temperature for cis-1,4 polymerization in the method of this invention is preferably -20 to 80°C, particularly 20 to 70°C,
The polymerization pressure may be normal pressure or higher, and the polymerization time is preferably in the range of 10 minutes to 5 hours. Further, the concentration of 1,3-butadiene in the reaction system during cis-1,4 polymerization may be in the range of 5 to 40% by weight based on the total polymerization solution. The above cis-1,4 polymerization has a cis-1,4 structure content of 90% or more, especially 95% or more, and an intrinsic viscosity [η] (measured in toluene at 30°C) of 1 to 4, especially
It is preferable to carry out the reaction so that cis-1,4 polybutadiene having a molecular weight of 1.3 to 3 is produced. In order to adjust the intrinsic viscosity to an appropriate value, known molecular weight regulators, such as
Non-conjugated dienes such as cyclooctadiene (hereinafter abbreviated as COD), arenes, or α-olefins can be used. In the method of this invention, the above-mentioned cis-1,
A 1,2 polymerization catalyst is present in a polymerization solution containing cis-1,4 polybutadiene obtained in the 4-polymerization step and a cis-1,4 polymerization catalyst, and 1,3-butadiene is 1,2 polymerized. . The soluble cobalt compound which is the cobalt component of the 1,2 polymerization catalyst can be exactly the same as the cobalt component of the above-mentioned cis-1,4 polymerization catalyst. As the organoaluminum halide which is the aluminum component of the 1,2 polymerization catalyst, the same one as the aluminum component of the cis-1,4 polymerization catalyst described above can be used. If these components are added in the amount necessary for 1,2 polymerization at the time of cis-1,4 polymerization, 1,2
Addition during polymerization can be omitted. Organoaluminium, which is the other aluminum component of the 1,2 polymerization catalyst; AlR 3 x MOH [however, x
is a number less than or equal to 1, and M is Na or Li]
is a solution of AlR 3 in an inert solvent (randomly selected from the polymerization solvents mentioned above for the polymerization solvent solution of 1,3-butadiene) and an equimolar or less amount of AlR 3 .
It is obtained by dissolving and mixing NaOH or LiOH (solid). AlR 3 mentioned above
R is an alkyl group, phenyl group, or cycloalkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and AlR3 is triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-n-hexylaluminum, tri-n-hexylaluminum, tri-n-hexylaluminum, tri-n-hexylaluminum, tri-n-hexylaluminum, Examples include cyclohexylaluminum. The preparation of the AlR 3 xMOH solution is described in detail in Catalysts, Vol. 7, 37 (1965). The molar ratio between MOH and AlR3 is preferably 0.01 to 0.5, particularly preferably 0.1 to 0.35. In the method of this invention, carbon disulfide or phenyl isothiocyanate, preferably carbon disulfide, is used as the 1,2 polymerization catalyst component. The amount of each component of the 1,2 polymerization catalyst used in the method of this invention is such that the cobalt compound soluble in the polymerization solvent is
0.0005 to 0.1 mol%, organoaluminum halide 0.01 to 1 mol%, AlR3 . preferable. In addition, the amount of organoaluminum halide is 10% per mole of soluble cobalt compound.
~500 mol, especially 20-200 mol is preferred,
The concentration of organoaluminum represented by AlR 3 xMOH is preferably used at a concentration equal to or higher than the mole of water in the polymerization system per AlR 3 , and should be at most 1.5 times the mole of the total amount of water and organoaluminium halide. is preferred. The amount of carbon disulfide or phenyl isothiocyanate is 0.1 per mole of soluble cobalt compound.
~500 mol, especially 1-500 mol is preferred. There are no particular restrictions on the order or method of adding each component of the 1,2 polymerization catalyst, but the order of addition of carbon disulfide and phenyl phenyl isothiocyanate is preferably at the end of each component. However, as shown in Example 8, it can also be added in advance before cis-1,4 polymerization. The polymerization temperature for 1,2 polymerization in the method of this invention is preferably -20 to 80°C, particularly 20 to 60°C, the polymerization pressure may be normal pressure or higher, and the polymerization time is preferably in the range of 10 minutes to 5 hours. . The solvent for 1,2 polymerization is the same as the cis-1,4 polymerization solvent. When carrying out this invention, the total amount of 1,3-butadiene and solvent to be subjected to polymerization is cis-
It may be added in the 1,4 polymerization step, or 1,3-butadiene and/or a portion of the solvent may be added in the cis-1,4 polymerization step of 1,3-butadiene, and then added in the 1,2 polymerization step. At , the remaining amount of 1,3-butadiene and/or solvent may be added. At this time, 1 in the reaction system,
The concentration of 3-butadiene is 3 to 3 with respect to the total polymerization solution.
A range of 40% by weight is preferred. The method of the present invention can also be carried out in batch mode by carrying out cis-1,4 polymerization and subsequent 1,2 polymerization in the same reaction vessel, or by carrying out cis-1,4 polymerization and subsequent 1,2 polymerization in the same reaction vessel as a batch method, or by carrying out cis-1,4 polymerization and subsequent 1,2 polymerization in the same reaction vessel as a batch method. It can also be carried out industrially by continuously polymerizing 1,3-butadiene in a 4-polymerization zone and a 1,2-polymerization zone connected thereto. In the process of this invention, the polymerization is carried out until a final polybutadiene is produced having a boiling n-hexane insoluble content of 4 to 30% and a boiling n-hexane soluble content of 96 to 70%. A known method can be applied to obtain polybutadiene after the completion of the polymerization reaction. For example, after the polymerization reaction is complete, a large amount of a polar solvent such as alcohol or water that reacts with organoaluminum halide is added to the polymerization solution, or a large amount of polar solvent is added to the polymerization solution, or an inorganic solvent such as hydrochloric acid or sulfuric acid is added to the polymerization solution. Polymerization of 1,3-butadiene can be carried out by adding a small amount of a polar solvent containing acid, organic acids such as acetic acid or benzoic acid, monoethanolamine or ammonia into the polymerization solution, or introducing hydrogen chloride gas into the polymerization solution. After stopping, the polymer is precipitated by adding a precipitating agent such as methanol or by flashing (by blowing in water vapor or not blowing in water to remove the solvent by evaporation), and after separation, it is dried to obtain polybutadiene rubber. be able to. The polybutadiene obtained by the method of this invention consists of a boiling n-hexane soluble fraction and a boiling n-hexane insoluble fraction (HI), with the boiling n-hexane insoluble fraction being 4 to 30%, and the boiling n-hexane insoluble fraction (HI). Hexane soluble content is 96-70%. Preferably, the boiling n-hexane soluble fraction has an intrinsic viscosity ([η]) (measured at 30°C in toluene) of 1 to 5, a cis-1,4 structure content of 92% or more, and a boiling n-hexane soluble content. The intrinsic viscosity ([η]) of the n-hexane insoluble portion (measured at 135℃ in tetralin) is
0.5 to 5, the 1,2 structure content is 85% or more, and the melting point is 200 to 220°C. The 1,2 structure portion of the boiling n-hexane insoluble portion mainly has a syndiotactic 1,2 structure. The polybutadiene obtained by the method of the present invention can be blended with known compounding agents conventionally used for natural rubber and high cis-1,4 polybutadiene. Furthermore, the polybutadiene obtained by the method of the present invention can also be used by blending it with natural rubber or other synthetic rubber. Next, examples and comparative examples will be shown. In the description of Examples and Comparative Examples, the boiling n of polybutadiene
-Hexane-insoluble matter is obtained by dissolving 2 g of reinforced polybutadiene in 200 ml of n-hexane at room temperature.
The insoluble matter was extracted using a Soxhlet extractor for 4 hours, the extracted residue was vacuum-dried, and its weight was precisely weighed. In addition, the boiling n-hexane soluble fraction is the n-hexane soluble fraction obtained as above and the n-hexane soluble fraction extracted by the Soxhlet extractor.
- It was determined by evaporating hexane, drying it under vacuum, and accurately weighing it. In addition, the boiling n-hexane soluble content of the reinforced polybutadiene and the cis-1,
The 4-structure content was measured by infrared absorption spectroscopy (IR), the 1,2-structure content of boiling n-hexane-insoluble components was measured by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), and the melting point of boiling n-hexane-insoluble components ( MP)
was determined by the peak temperature of the endothermic curve measured by a self-recording differential calorimeter (DSC). In addition, the boiling n-hexane soluble content of the reinforced polybutadiene and the intrinsic viscosity ([η]) of the polybutadiene after cis-1,4 polymerization are the values measured in toluene at 30°C. The intrinsic viscosity ([η]) of the hexane-insoluble portion is the value measured in tetralin at 135°C. Preparation example of AlEt 3・0.2NaOH Place a stirrer piece in a 200ml Erlenmeyer flask with a three-way stopcock, replace the inside with nitrogen, and then pulverize 0.400g (10 mmol) of NaOH in a dry box.
I put it in. 92.6 ml (50 mmol of triethylaluminum) of a benzene solution of triethylaluminum (concentration 0.54 mmol/ml) was added, and the mixture was reacted at room temperature with stirring. The NaOH dissolved rapidly to give a homogeneous, transparent, colorless solution. Example 1 85 g of dried 1,3-butadiene was dissolved in 860 ml of dehydrated benzene and 1, Add a benzene solution of 3-butadiene (containing 10 mmol of water), and while keeping the liquid temperature at 40°C, add 4.6 mmol of cyclooctadiene, 4.0 mmol of diethylaluminum monochloride, and cobalt octoate to the benzene solution of 1,3-butadiene (containing 10 mmol of water). After sequentially adding 0.043 mmol with stirring, 1,3-butadiene was cis-1,4 polymerized at 40° C. for 10 minutes with continued stirring. The polymer had a cis-1,4 structure content of 96% or more and [η] of 2.4.
Immediately after the cis-1,4 polymerization, 1.4 mmol of a benzene solution of AlEt 3 0.2NaOH and 0.13 mmol of carbon disulfide were added per AlEt 3 , and then 1,3-butadiene was added at 40°C for 16 minutes with stirring. , 2 polymerized. A small amount of 2,
The polymerization reaction was stopped by adding 1 methanol containing 6-di-tert-butyl-4-methylphenol and hydrochloric acid. Collect the precipitated polymer, about 40
It was dried under reduced pressure at °C to obtain 60.5 g of polybutadiene. This polybutadiene contains 14.7% of boiling n-hexane insoluble matter, and 14.7% of boiling n-hexane insoluble matter.
2 structure content is 93.0%, melting point is 205℃, intrinsic viscosity ([η]) is 3.8, and cis-1,4 structure content in boiling n-hexane soluble content is 96.4%.
and the intrinsic viscosity ([η]) (toluene, 30℃) is
It was 2.2. Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 to 3 Examples 2 to 4 were carried out in the same manner as in Example 1 except that AlEt 3 .0.2NaOH was varied. AlEt the result 3
It is shown in Table 1 along with a comparative example using only
【表】
実施例5〜7、比較列4
実施例5〜7では、AlEt3・xMOHのx、Mの
種類及び重合に用いた有機アルミニウムを変えた
以外実施例1と同様に重合した。結果をAlEt3を
使用した比較例とともに表−2に示す。[Table] Examples 5 to 7, Comparison Column 4 In Examples 5 to 7, polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the types of x and M of AlEt 3 xMOH and the organic aluminum used in the polymerization were changed. The results are shown in Table 2 along with a comparative example using AlEt 3 .
【表】
実施例 8
二硫化炭素0.13ミリモルの添加位置をシクロオ
クタジエン添加直後にかえた以外実施例1と同様
に重合した。ポリブタジエン収量61.0g、沸騰n
−ヘキサン不溶分は12.7%であり、その固有粘度
3.4、融点は205℃であつた。n−ヘキサン可溶分
のシス−1,4構造含有率は96.3%であり、固有
粘度は2.3であつた。[Table] Example 8 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that the addition position of 0.13 mmol of carbon disulfide was changed to immediately after the addition of cyclooctadiene. Polybutadiene yield 61.0g, boiling n
-Hexane insoluble content is 12.7%, its intrinsic viscosity
3.4, the melting point was 205°C. The n-hexane soluble content had a cis-1,4 structure content of 96.3% and an intrinsic viscosity of 2.3.
第1図は、特許請求の範囲第1項の補強ポリブ
タジエンの製造法を示すフローチヤートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing reinforced polybutadiene according to claim 1.
Claims (1)
溶性コバルト化合物および一般式AlRoX3-o (ただし、Rは炭素数1〜8のアルキル基、フエ
ニル基またはシクロアルキル基であり、Xはハロ
ゲン原子であり、nは1.5〜2の数字である)で
表わされるハロゲン含有の有機アルミニウム化合
物から得られるシス−1,4重合触媒の存在下に
1,3−ブタジエンを重合してシス−1,4ポリ
ブタジエンを生成させ、続いてこの重合系に可溶
性コバルト化合物、前記ハロゲン含有の有機アル
ミニウム化合物、一般式AlR3 (ただし、Rは前記と同じである)で表わされる
有機アルミニウム化合物と水酸化ナトリウムある
いは水酸化リチウムとの反応物および二硫化炭素
あるいはイソチオシアン酸フエニルから得られる
1,2重合触媒を存在させて1,3−ブタジエン
を重合して、沸騰n−ヘキサン不溶分が4〜30
%、沸騰n−ヘキサン可溶分が96〜70%である最
終ポリブタジエンを生成させることを特徴とする
補強ポリブタジエンの製造法。[Scope of Claims] 1 In a polymerization solvent solution of 1,3-butadiene, a soluble cobalt compound and a compound of the general formula AlR o 1,3-butadiene in the presence of a cis-1,4 polymerization catalyst obtained from a halogen-containing organoaluminum compound represented by Polymerization is performed to produce cis-1,4 polybutadiene, and then a soluble cobalt compound, the halogen-containing organoaluminum compound, and an organic compound represented by the general formula AlR 3 (where R is the same as above) are added to the polymerization system. 1,3-butadiene is polymerized in the presence of a reaction product of an aluminum compound and sodium hydroxide or lithium hydroxide and a 1,2-polymerization catalyst obtained from carbon disulfide or phenyl isothiocyanate, and boiling n-hexane insoluble matter is removed. is 4-30
%, producing a final polybutadiene having a boiling n-hexane soluble content of 96 to 70%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21470682A JPS59105007A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | Production of reinforced polybutadiene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21470682A JPS59105007A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | Production of reinforced polybutadiene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59105007A JPS59105007A (en) | 1984-06-18 |
| JPH0356567B2 true JPH0356567B2 (en) | 1991-08-28 |
Family
ID=16660256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21470682A Granted JPS59105007A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | Production of reinforced polybutadiene |
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| Country | Link |
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Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH08205507A (en) * | 1995-01-20 | 1996-08-09 | Techno Takatsuki:Kk | Iron core, magnetic pole piece, and diaphragm pump using them |
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-
1982
- 1982-12-09 JP JP21470682A patent/JPS59105007A/en active Granted
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| Publication number | Publication date |
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| JPS59105007A (en) | 1984-06-18 |
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