JPH1180251A - Hydrogenation method of polymer - Google Patents
Hydrogenation method of polymerInfo
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- JPH1180251A JPH1180251A JP25133697A JP25133697A JPH1180251A JP H1180251 A JPH1180251 A JP H1180251A JP 25133697 A JP25133697 A JP 25133697A JP 25133697 A JP25133697 A JP 25133697A JP H1180251 A JPH1180251 A JP H1180251A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、オレフィン性不飽
和二重結合を含有する重合体(以下、これを不飽和結合
含有重合体と略称する)の水素添加方法に関する。The present invention relates to a method for hydrogenating a polymer containing an olefinically unsaturated double bond (hereinafter referred to as an unsaturated bond-containing polymer).
【0002】[0002]
【従来の技術】共役ジエン系重合体に代表される不飽和
結合含有重合体は、アスファルト改質剤、プラスチック
改質剤、粘接着剤等のベースポリマーとして、また、加
硫ゴム代替材料としてのコンパウンドのベースポリマー
として、さらには加硫ゴムの改質剤としても広く用いら
れている。これらの不飽和結合含有重合体におけるオレ
フィン性不飽和二重結合は加硫処理などを行うに際し
て、有効に用いられているが、その一方で、かかるオレ
フィン性不飽和二重結合の存在により、重合体自身の耐
熱性、耐候性が損なわれる。このため耐熱性や耐候性が
要求される用途にあっては、分子内のオレフィン性不飽
和二重結合を水素添加して耐熱性、耐候性を向上させた
うえで使用されている。2. Description of the Related Art Unsaturated bond-containing polymers typified by conjugated diene polymers are used as base polymers such as asphalt modifiers, plastic modifiers and adhesives, and as substitute materials for vulcanized rubber. Is widely used as a base polymer for compounds and as a modifier for vulcanized rubber. Olefinic unsaturated double bonds in these unsaturated bond-containing polymers are effectively used in vulcanization treatments and the like, but on the other hand, due to the presence of such olefinic unsaturated double bonds, heavy The heat resistance and weather resistance of the coalescence itself are impaired. Therefore, in applications requiring heat resistance and weather resistance, the olefin unsaturated double bond in the molecule is hydrogenated to improve heat resistance and weather resistance before use.
【0003】不飽和結合含有重合体におけるオレフィン
性不飽和二重結合を水素添加する方法としては、 ラネーニッケル触媒あるいはニッケル、白金、パラジ
ウム、ルテニウムまたはロジウムなどの金属をカーボ
ン、シリカ、アルミナ、珪藻土などの担体に担持してな
る固体触媒を使用して水素添加する方法、 チタニウム、ジルコニウムまたはハフニウムなどの遷
移金属からなるビス(シクロペンタジエニル)金属化合
物とリチウム、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、
亜鉛、またはマグネシウムなどの有機金属化合物からな
る均一系の触媒を使用して水素添加する方法、 ニッケル、コバルトなどの第VIII族の金属からなる有
機金属化合物とトリエチルアルミニウム、トリイソブチ
ルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物とからな
る均一系触媒を使用して水素添加する方法などが知られ
ている。[0003] As a method for hydrogenating an olefinically unsaturated double bond in an unsaturated bond-containing polymer, a Raney nickel catalyst or a metal such as nickel, platinum, palladium, ruthenium or rhodium can be used, such as carbon, silica, alumina and diatomaceous earth. Hydrogenation using a solid catalyst supported on a carrier, a bis (cyclopentadienyl) metal compound comprising a transition metal such as titanium, zirconium or hafnium and lithium, sodium, potassium, aluminum,
Hydrogenation using a homogeneous catalyst comprising an organometallic compound such as zinc or magnesium; an organometallic compound comprising a Group VIII metal such as nickel or cobalt and an organoaluminum such as triethylaluminum or triisobutylaluminum A method of hydrogenation using a homogeneous catalyst comprising a compound and the like are known.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の方法において使用する固体触媒は、一般に均一系の触
媒に比べて活性が低いため、触媒の使用量が多くなる。
また、高分子量の重合体の水素添加を行う場合、重合体
の溶液の粘度が比較的高いために、水素添加終了後に触
媒を除去する目的で行うろ過にかなりの時間を必要とす
る。このため、固体触媒は低分子量の重合体の水素添加
では実際に使用されているものの、高分子量の重合体の
水素添加には適しているとはいいがたい。However, the solid catalyst used in the above method generally has a lower activity than a homogeneous catalyst, so that the amount of the catalyst used increases.
When hydrogenation of a high molecular weight polymer is carried out, filtration for removing the catalyst after the completion of hydrogenation requires a considerable time since the viscosity of the polymer solution is relatively high. For this reason, solid catalysts are actually used for hydrogenation of low molecular weight polymers, but are not suitable for hydrogenation of high molecular weight polymers.
【0005】上記の方法において使用する触媒は、触
媒活性が十分に高く、使用量が少なくてすむことから触
媒を除去する必要がないと言われているが、得られた水
添重合体が着色するなどの問題点を有している。そし
て、本発明者らが上記の触媒を用いて不飽和結合含有
重合体の水素添加を行ったところ、2置換までのオレフ
ィン性不飽和二重結合に対する触媒活性は高いものの、
3置換のオレフィン性不飽和二重結合に対する触媒活性
は非常に低く、水素添加反応がほとんど進行しないこと
を認めた。It is said that the catalyst used in the above method does not need to be removed because the catalyst activity is sufficiently high and the amount used is small, but the obtained hydrogenated polymer is colored. There are problems such as doing. Then, the present inventors performed hydrogenation of the unsaturated bond-containing polymer using the above-mentioned catalyst, and as a result, although the catalytic activity for the olefinically unsaturated double bond up to 2 substitution was high,
The catalytic activity for the trisubstituted olefinically unsaturated double bond was very low, indicating that the hydrogenation reaction hardly proceeded.
【0006】一方、上記の方法において使用する触媒
は、2置換までのオレフィン性不飽和二重結合のみなら
ず3置換のオレフィン性不飽和二重結合に対しても十分
な触媒活性を有している。しかし、上記の方法におい
て使用する触媒は、上記の方法において使用する触媒
に比べると触媒の使用量が比較的多くなるために製造コ
ストの増加につながる上、得られた水素添加重合体中に
残存する触媒の量も多く、水素添加された重合体の耐熱
性や耐候性を低下させる原因となる場合もある。本発明
は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、3置
換のオレフィン性不飽和二重結合を有する不飽和結合含
有重合体に対しても適用が可能であって、触媒の使用量
が少なくてすむ、工業的に有利な不飽和結合含有重合体
の水素添加方法を提供することを課題とする。On the other hand, the catalyst used in the above-mentioned method has a sufficient catalytic activity not only for olefinically unsaturated double bonds up to disubstitution but also for tertiary olefinically unsaturated double bonds. I have. However, the catalyst used in the above method requires a relatively large amount of the catalyst as compared with the catalyst used in the above method, which leads to an increase in the production cost and remains in the obtained hydrogenated polymer. The amount of the catalyst to be used is large, and may cause a decrease in heat resistance and weather resistance of the hydrogenated polymer. The present invention has been made in view of the above problems, and is applicable to an unsaturated bond-containing polymer having a trisubstituted olefinically unsaturated double bond. An object of the present invention is to provide an industrially advantageous method for hydrogenating an unsaturated bond-containing polymer, which requires a small amount.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、上記の方法において使用する触媒
に注目して研究を進めた結果、同触媒を構成する有機ア
ルミニウム化合物のアルキル基の構造が触媒活性を左右
する重要な因子であることを見出し、さらに検討した結
果、本発明を完成させるに至った。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have focused on the catalyst used in the above-mentioned method, and as a result, have found that the alkyl of the organoaluminum compound constituting the catalyst has been developed. The inventors have found that the structure of the group is an important factor influencing the catalytic activity, and as a result of further study, have completed the present invention.
【0008】すなわち、本発明は、不飽和結合含有重合
体を、第VIII族の金属からなる有機金属化合物および有
機アルミニウム化合物から構成される触媒を用いて水素
添加する方法において、該有機アルミニウム化合物が下
記の式(1) (R)3 Al (1) (式中、Rは炭素数6以上のアルキル基を表す)で示さ
れるアルキルアルミニウム化合物であり、かつ該有機ア
ルミニウム化合物におけるアルミニウムのモル数と該第
VIII族の金属のモル数の比率が0.5/1〜10/1で
あることを特徴とする不飽和結合含有重合体の水素添加
方法である。That is, the present invention provides a method for hydrogenating an unsaturated bond-containing polymer using a catalyst comprising an organometallic compound comprising a Group VIII metal and an organoaluminum compound, wherein the organoaluminum compound is An alkylaluminum compound represented by the following formula (1) (R) 3 Al (1) (wherein R represents an alkyl group having 6 or more carbon atoms), and the number of moles of aluminum in the organoaluminum compound is The second
A method for hydrogenating an unsaturated bond-containing polymer, wherein the ratio of the number of moles of the Group VIII metal is from 0.5 / 1 to 10/1.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明において水素添加の対象となる不飽和結合含有重
合体とは、重合体の分子鎖中あるいは側鎖にオレフィン
性の炭素−炭素二重結合を含有する重合体を意味する。
かかる重合体の具体例としては、共役ジエン化合物の単
独重合体、2種以上の共役ジエン化合物の共重合体、少
なくとも1種の共役ジエン化合物と少なくとも1種のオ
レフィン性単量体の共重合体、ノルボルネン系重合体、
シクロペンテン系重合体などが挙げられるが、本発明の
水素添加方法は、3置換以上のオレフィン性不飽和二重
結合を含有する重合体について適用すると特に効果的で
ある。ここで、2種以上の共役ジエン化合物の共重合
体、および共役ジエン化合物とオレフィン性単量体の共
重合体における各構成成分の比率には特に制限はない。
また、これらの共重合体の分子構造は、ブロック状、ラ
ンダム状、テーパー状のいずれであってもよい。また、
上記の不飽和結合含有重合体にあっては、共役ジエン化
合物に由来する部分のミクロ構造は特に制限されない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
In the present invention, the unsaturated bond-containing polymer to be hydrogenated means a polymer containing an olefinic carbon-carbon double bond in the molecular chain or in a side chain of the polymer.
Specific examples of such a polymer include a homopolymer of a conjugated diene compound, a copolymer of two or more conjugated diene compounds, and a copolymer of at least one conjugated diene compound and at least one olefinic monomer. , Norbornene-based polymer,
Examples thereof include cyclopentene polymers, and the hydrogenation method of the present invention is particularly effective when applied to a polymer containing three or more olefinically unsaturated double bonds. Here, the ratio of each component in the copolymer of two or more conjugated diene compounds and the copolymer of the conjugated diene compound and the olefinic monomer is not particularly limited.
The molecular structure of these copolymers may be any of block, random, and tapered. Also,
In the unsaturated bond-containing polymer, the microstructure of the portion derived from the conjugated diene compound is not particularly limited.
【0010】上記の共役ジエン化合物としては、例え
ば、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタ
ジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−
メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエ
ン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブ
チル−1,3−オクタジエンなどが挙げられるが、これ
らの中でも1,3−ブタジエン、イソプレンが好まし
い。かかる共役ジエン化合物の中でも、3置換以上のオ
レフィン性不飽和二重結合を与えるものとしては、イソ
プレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−
メチル−1,3−ペンタジエン、4,5−ジエチル−
1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジ
エンなどが挙げられる。Examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-
Methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene and the like, among which 1,3-butadiene, Isoprene is preferred. Among such conjugated diene compounds, those which give an olefinically unsaturated double bond having three or more substitutions include isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-
Methyl-1,3-pentadiene, 4,5-diethyl-
Examples thereof include 1,3-octadiene and 3-butyl-1,3-octadiene.
【0011】また、上記のオレフィン性単量体として
は、共役ジエン化合物と共重合が可能なものであれば特
に制限はなく、例えば、スチレン、α−メチルスチレ
ン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、1−ビ
ニルナフタレン、3−メチルスチレン、4−プロピルス
チレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルス
チレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フ
ェニルブチル)スチレン、クマロン、インデン、ビニル
ピリジン、ビニルフラン、アクリロニトリル、エチルア
クリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、t−ブチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタ
クリレート、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられ
るが、これらの中でもスチレンが特に好ましい。The olefinic monomer is not particularly limited as long as it can be copolymerized with a conjugated diene compound. Examples thereof include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene and t-butyl. Styrene, 1-vinylnaphthalene, 3-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylstyrene, 2-ethyl-4-benzylstyrene, 4- (phenylbutyl) styrene, cumarone, indene, vinylpyridine , Vinylfuran, acrylonitrile, ethyl acrylate, methyl acrylate, methyl methacrylate, t-butyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, etc., of which styrene is particularly preferred.
【0012】また、本発明において用いられる不飽和結
合含有重合体の数平均分子量(Mn)は、特に制限され
ないが、通常500〜2,000,000である。な
お、ここでいう数平均分子量とは、ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィー(GPC)によって測定したポリ
スチレン換算の数平均分子量のことである。The number average molecular weight (Mn) of the unsaturated bond-containing polymer used in the present invention is not particularly limited, but is usually from 500 to 2,000,000. Here, the number average molecular weight is a number average molecular weight in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).
【0013】また、本発明において用いられる不飽和結
合含有重合体は、分子末端あるいは分子鎖中に水酸基、
カルボキシル基、カルボニル基、エステル基、アミノ基
などの置換基を有していてもよい。The unsaturated bond-containing polymer used in the present invention has a hydroxyl group at the molecular terminal or in the molecular chain.
It may have a substituent such as a carboxyl group, a carbonyl group, an ester group or an amino group.
【0014】さらに、本発明において用いられる不飽和
結合含有重合体の形態としては、特に制限はなく、直鎖
状、分岐状、星型のいずれであってもよい。本発明にお
いて用いられる不飽和結合含有重合体の製造方法として
は特に制限はなく、公知のいかなる方法を利用してもよ
い。Further, the form of the unsaturated bond-containing polymer used in the present invention is not particularly limited, and may be any of linear, branched or star. The method for producing the unsaturated bond-containing polymer used in the present invention is not particularly limited, and any known method may be used.
【0015】次に、本発明において用いられる水素添加
触媒について説明する。本発明では、第VIII族の金属か
らなる有機金属化合物と、前記の式(1)で示される有
機アルミニウム化合物から構成される触媒を使用する。
第VIII族の金属としては、例えばニッケル、コバルト、
鉄、銅などが使用される。そして、第VIII族の金属から
なる有機金属化合物としては、カルボン酸塩、アセチル
アセトンとの錯塩など種々の形態のものが使用可能であ
る。カルボン酸塩としては、例えば、第VIII族の金属と
ナフテン酸、2−エチルヘキサン酸、オクタン酸、2−
メチルオクタン酸、ノナン酸、リノール酸、オレイン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息
香酸、t−ブチル安息香酸等との塩などが挙げられる。
アセチルアセトンとの錯塩としては、例えば、アセチル
アセトンニッケル錯塩、アセチルアセトンコバルト錯
塩、アセチルアセトン鉄錯塩などが挙げられる。これら
の中でも2−エチルヘキサン酸ニッケル、アセチルアセ
トンニッケル錯塩、2−エチルヘキサン酸コバルト、ア
セチルアセトンコバルト錯塩が好ましい。第VIII族の金
属からなる有機金属化合物は単独で使用してもよいし、
2種以上を併用してもよい。Next, the hydrogenation catalyst used in the present invention will be described. In the present invention, a catalyst comprising an organometallic compound comprising a Group VIII metal and an organoaluminum compound represented by the above formula (1) is used.
Group VIII metals include, for example, nickel, cobalt,
Iron, copper, etc. are used. As the organometallic compound comprising a Group VIII metal, various forms such as a carboxylate and a complex salt with acetylacetone can be used. Examples of the carboxylate include a Group VIII metal and naphthenic acid, 2-ethylhexanoic acid, octanoic acid,
Examples thereof include salts with methyloctanoic acid, nonanoic acid, linoleic acid, oleic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, benzoic acid, t-butylbenzoic acid, and the like.
Examples of the complex salt with acetylacetone include acetylacetone nickel complex, acetylacetone cobalt complex, and acetylacetone iron complex. Among these, nickel 2-ethylhexanoate, nickel acetylacetone complex, cobalt 2-ethylhexanoate, and acetylacetone cobalt complex are preferred. Organometallic compounds consisting of Group VIII metals may be used alone,
Two or more kinds may be used in combination.
【0016】また、本発明において用いられる有機アル
ミニウム化合物を表す前記の式(1)において、Rが表
す炭素数が6以上のアルキル基としては、例えば、n−
ヘキシル基、n−へプチル基、2−エチルヘキシル基、
n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ヘ
キサデシル基、n−エイコシル基などが挙げられるが、
通常その炭素数は20以下であり、中でもn−へキシル
基、n−オクチル基が好ましい。なお、式(1)中の3
個のRは通常同一のものを表すが、それぞれ異なるもの
を表してもよい。式(1)で示される有機アルミニウム
化合物は単独で使用してもよいし、2種以上を併用して
もよい。In the above formula (1) representing the organoaluminum compound used in the present invention, examples of the alkyl group having 6 or more carbon atoms represented by R include, for example, n-
Hexyl group, n-heptyl group, 2-ethylhexyl group,
Examples include an n-octyl group, an n-nonyl group, an n-decyl group, an n-hexadecyl group, and an n-eicosyl group.
Usually, the number of carbon atoms is 20 or less, and among them, n-hexyl group and n-octyl group are preferable. Note that 3 in equation (1)
R generally represent the same thing, but may represent different things. The organoaluminum compound represented by the formula (1) may be used alone or in combination of two or more.
【0017】本発明において用いられる水素添加触媒の
組成は、式(1)で示される有機アルミニウム化合物に
おけるアルミニウムのモル数と第VIII族の金属からなる
有機金属化合物における第VIII族の金属のモル数の比
(以下、Al/M比と略称する)において0.5/1〜
10/1であることが必要である。式(1)で示される
有機アルミニウム化合物の割合が上記の範囲より少なく
なると、触媒活性が低下し、水素添加に際して高温、高
圧といった過酷な条件が必要となる。一方、式(1)で
示される有機アルミニウム化合物の割合が上記の範囲よ
り多くなると、水素添加の際に不飽和結合含有重合体の
分子鎖の切断が起こるなどの副反応が生じる場合があ
り、好ましくない。水素添加触媒の組成は、Al/M比
が2/1〜6/1であることが好ましい。The composition of the hydrogenation catalyst used in the present invention is determined by the number of moles of aluminum in the organoaluminum compound represented by the formula (1) and the number of moles of the group VIII metal in the organometallic compound comprising the group VIII metal. (Hereinafter abbreviated as Al / M ratio) in a ratio of 0.5 / 1 to
It needs to be 10/1. When the proportion of the organoaluminum compound represented by the formula (1) is less than the above range, the catalytic activity decreases, and severe conditions such as high temperature and high pressure are required for hydrogenation. On the other hand, when the proportion of the organoaluminum compound represented by the formula (1) is more than the above range, a side reaction such as breaking of the molecular chain of the unsaturated bond-containing polymer may occur during hydrogenation, Not preferred. The composition of the hydrogenation catalyst preferably has an Al / M ratio of 2/1 to 6/1.
【0018】本発明において用いられる水素添加触媒の
使用量は、反応温度、水素圧力などの反応条件により異
なるが、不飽和結合含有重合体中のオレフィン性の炭素
−炭素二重結合のモル数に対して第VIII族の金属からな
る有機金属化合物の割合が0.005モル%以上、好ま
しくは0.05〜1モル%となる量である。本発明にお
いて用いられる水素添加触媒は、従来の公知の方法を利
用して調製することができる。具体例を示せば、予めシ
クロヘキサンなどの溶媒中で、式(1)で示される有機
アルミニウム化合物と第VIII族の金属からなる有機金属
化合物を所定量ずつ混合する方法、あるいは、不飽和結
合含有重合体を仕込んだ水素添加反応容器に、式(1)
で示される有機アルミニウム化合物および第VIII族の金
属からなる有機金属化合物をそれぞれ供給して混合する
方法などが挙げられる。なお、本発明において用いられ
る水素添加触媒の調製は、例えば、窒素、ヘリウム、ア
ルゴンなどの不活性ガスまたは水素雰囲気下で行うこと
が好ましい。The amount of the hydrogenation catalyst used in the present invention varies depending on the reaction conditions such as the reaction temperature and the hydrogen pressure, but it depends on the number of moles of the olefinic carbon-carbon double bond in the unsaturated bond-containing polymer. On the other hand, the proportion of the organometallic compound comprising a Group VIII metal is 0.005 mol% or more, preferably 0.05 to 1 mol%. The hydrogenation catalyst used in the present invention can be prepared using a conventionally known method. Specific examples include a method of previously mixing a predetermined amount of an organoaluminum compound represented by the formula (1) and an organometallic compound comprising a Group VIII metal in a solvent such as cyclohexane, Formula (1) is added to the hydrogenation reaction vessel charged with coalescence.
And a method of supplying and mixing the organoaluminum compound and the organometallic compound comprising a Group VIII metal, respectively. The preparation of the hydrogenation catalyst used in the present invention is preferably performed, for example, under an inert gas such as nitrogen, helium, or argon, or a hydrogen atmosphere.
【0019】本発明に従う水素添加反応は、通常、溶媒
の存在下に実施される。ここで、溶媒としては、水素添
加触媒に対して不活性であり、かつ水素添加反応に対し
て悪影響を及ぼさないものが使用され、例えば、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの飽和脂肪族炭
化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシク
ロヘキサンなどの飽和脂環式炭化水素;ベンゼン、トル
エンなどの芳香族炭化水素などが挙げられる。これらの
溶媒は、所望によりジエチルエーテル、ジブチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン(THF)、1,4−ジオキサ
ン、1,3−ジオキソランなどのエーテル類;エチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
メチルエーテルなどのグリコールエーテル類を含有して
いてもよい。The hydrogenation reaction according to the present invention is usually carried out in the presence of a solvent. Here, as the solvent, those that are inert to the hydrogenation catalyst and do not adversely affect the hydrogenation reaction are used, for example, saturated aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, and octane. Saturated alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane and methylcyclohexane; and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. These solvents optionally contain ethers such as diethyl ether, dibutyl ether, tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, and 1,3-dioxolan; and glycol ethers such as ethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether. Is also good.
【0020】溶媒の使用量は特に制限されないが、水素
添加の反応速度、反応の容積効率および反応時の操作性
の観点から、不飽和結合含有重合体の濃度が通常1〜8
0重量%、好ましくは5〜50重量%となる範囲の量で
ある。水素添加反応における水素圧力は、使用する触
媒、所望とする水素添加率等により異なるが、通常1〜
100kg/cm2 であり、好ましくは4〜50kg/cm2 で
ある。水素添加反応における反応温度は、通常0〜15
0℃であり、好ましくは50〜130℃である。また、
反応時間は、使用する触媒の種類および量、反応温度、
水素圧力などの反応条件により異なるが、通常1分〜5
0時間である。Although the amount of the solvent used is not particularly limited, the concentration of the unsaturated bond-containing polymer is usually 1 to 8 from the viewpoints of the reaction rate of hydrogenation, the volumetric efficiency of the reaction and the operability during the reaction.
The amount is in the range of 0% by weight, preferably 5 to 50% by weight. The hydrogen pressure in the hydrogenation reaction varies depending on the catalyst to be used, the desired hydrogenation rate, and the like.
It was 100 kg / cm 2, preferably 4~50kg / cm 2. The reaction temperature in the hydrogenation reaction is usually 0 to 15
0 ° C., preferably 50 to 130 ° C. Also,
The reaction time depends on the type and amount of the catalyst used, the reaction temperature,
It usually varies from 1 minute to 5 minutes, depending on the reaction conditions such as hydrogen pressure.
0 hours.
【0021】本発明に従う水素添加反応は、攪拌式また
は気泡塔等の反応容器で行うことができる。また、連続
式またはバッチ方式のいずれの方式で行うこともでき
る。The hydrogenation reaction according to the present invention can be carried out in a reaction vessel such as a stirring system or a bubble column. Further, it can be carried out by any of a continuous system and a batch system.
【0022】以上説明した水素添加方法により水素添加
された不飽和結合含有重合体(以下、これを水添重合体
と略称する)は、通常、反応溶液を有機酸または無機酸
の水溶液に接触させることによって反応溶液から触媒を
除去した後、公知の方法に従って処理することによって
取得することができる。重合体溶液の処理方法として
は、例えば、重合体溶液を水蒸気とともに熱水中に投入
し、溶媒を水蒸気蒸留により除去し、水添重合体をクラ
ム形態で回収する方法(スチームストリッピング法);
重合体溶液を直接加熱し、溶媒を留去する方法;あるい
は、水添重合体の貧溶媒中に重合体溶液を投入し、水添
重合体を沈殿させる方法などが挙げられる。The unsaturated bond-containing polymer hydrogenated by the hydrogenation method described above (hereinafter, abbreviated as a hydrogenated polymer) is usually brought into contact with an aqueous solution of an organic acid or an inorganic acid. Thus, after removing the catalyst from the reaction solution, it can be obtained by treating according to a known method. As a method for treating the polymer solution, for example, a method in which the polymer solution is put into hot water together with steam, the solvent is removed by steam distillation, and the hydrogenated polymer is recovered in a crumb form (steam stripping method);
A method in which the polymer solution is directly heated to distill off the solvent; or a method in which the polymer solution is poured into a poor solvent for the hydrogenated polymer to precipitate the hydrogenated polymer.
【0023】[0023]
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
なお、以下の参考例および実施例において重合体の数平
均分子量、ビニル結合含有量(1,2−結合と3,4−
結合の合計量)、水素添加率および分子量分布は以下の
方法により測定した。数平均分子量 GPC測定によりポリスチレン換算の数平均分子量とし
て求めた。ビニル結合含有量 1 H−NMRスペクトルより算出した。水素添加率 水素添加前後での重合体のヨウ素価を測定し、該測定値
から水素添加率を算出した。分子量分布の変化 水素添加前後での重合体についてそれぞれGPC測定を
行い、比較することにより、分子量分布の変化の有無と
して評価した。分子量分布の広がりは、水素添加により
重合体の分子鎖が切断されたことを意味している。The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
In the following Reference Examples and Examples, the number average molecular weight of the polymer and the vinyl bond content (1,2-bond and 3,4-bond
The total amount of bonds), the hydrogenation ratio and the molecular weight distribution were measured by the following methods. Number average molecular weight It was determined as the number average molecular weight in terms of polystyrene by GPC measurement. The vinyl bond content was calculated from the 1 H-NMR spectrum. Hydrogenation rate The iodine value of the polymer before and after hydrogenation was measured, and the hydrogenation rate was calculated from the measured value. Change in molecular weight distribution GPC measurement was performed on each of the polymers before and after hydrogenation, and the results were compared to evaluate the presence or absence of a change in the molecular weight distribution. The expansion of the molecular weight distribution means that the molecular chain of the polymer was cut by hydrogenation.
【0024】参考例1 乾燥した窒素で置換された耐圧反応容器に溶媒としてシ
クロヘキサン、重合開始剤としてsec-ブチルリチウムを
仕込み、次いでイソプレンを添加して、50℃で重合を
行い、数平均分子量が40,000、ビニル結合含有量
が9モル%のポリイソプレンを得た(以下、これを重合
体1と略称する)。Reference Example 1 A pressure-resistant reaction vessel purged with dry nitrogen was charged with cyclohexane as a solvent and sec-butyllithium as a polymerization initiator, and then was added with isoprene, followed by polymerization at 50 ° C. Polyisoprene having a molecular bond content of 40,000 and a vinyl bond content of 9 mol% was obtained (hereinafter abbreviated as polymer 1).
【0025】参考例2 乾燥した窒素で置換された耐圧反応容器に溶媒としてシ
クロヘキサン、重合開始剤としてsec-ブチルリチウムを
仕込み、次いでTHFを投入した後、イソプレンおよび
スチレンをこの順に添加して50℃で重合を行った。か
かる重合反応により、スチレン含有量が20重量%、数
平均分子量が38,000、ビニル結合含有量が40モ
ル%のスチレンとイソプレンからなるランダム共重合体
を得た(以下、これを重合体2と略称する)。REFERENCE EXAMPLE 2 Cyclohexane as a solvent and sec-butyllithium as a polymerization initiator were charged into a pressure-resistant reaction vessel purged with dry nitrogen, and then THF was charged. Then, isoprene and styrene were added in this order, and 50 ° C. The polymerization was carried out. By this polymerization reaction, a random copolymer consisting of styrene and isoprene having a styrene content of 20% by weight, a number average molecular weight of 38,000 and a vinyl bond content of 40 mol% was obtained (hereinafter referred to as polymer 2). ).
【0026】参考例3 乾燥した窒素で置換された耐圧反応容器に、溶媒として
シクロヘキサン、重合開始剤としてsec-ブチルリチウム
を仕込み、次いでスチレンおよびイソプレンをこの順に
添加して50℃で重合を行った。イソプレンの添加は、
スチレンの重合が完了した後に行った。かかる重合反応
により、スチレンからなる重合体ブロックの数平均分子
量が4,000、イソプレンからなる重合体ブロックの
数平均分子量が36,000、ビニル結合含有量が9モ
ル%、スチレン含有量が10重量%であるジブロック型
のスチレン−イソプレンブロック共重合体を得た(以
下、これを重合体3と略称する)。Reference Example 3 A pressure-resistant reaction vessel replaced with dry nitrogen was charged with cyclohexane as a solvent and sec-butyllithium as a polymerization initiator, and then styrene and isoprene were added in this order to carry out polymerization at 50 ° C. . The addition of isoprene
It was performed after the polymerization of styrene was completed. As a result of such polymerization reaction, the number average molecular weight of the polymer block composed of styrene is 4,000, the number average molecular weight of the polymer block composed of isoprene is 36,000, the vinyl bond content is 9 mol%, and the styrene content is 10% by weight. % Of a diblock-type styrene-isoprene block copolymer (hereinafter, abbreviated as polymer 3).
【0027】実施例1 乾燥した窒素で置換された反応容器にシクロヘキサンお
よびアセチルアセトンニッケルを仕込み、次いでトリノ
ルマルオクチルアルミニウム(以下、これをTNOAL
と略称する)を攪拌しながら添加し、水素添加触媒のシ
クロヘキサン溶液を調製した。この水素添加触媒におい
て、Al/M比は3/1であった。上記で得られた水素
添加触媒のシクロヘキサン溶液を用い、シクロヘキサン
中で重合体1の水素添加を、重合体1の濃度が20重量
%、反応温度が90℃および水素圧力が10kg/cm2 と
なる条件で攪拌下に実施した。水素添加触媒は、重合体
1中のオレフィン性不飽和二重結合のモル数に対するア
セチルアセトンニッケルの割合が0.15モル%となる
量を使用した。反応開始4時間後の水素添加率および分
子量分布の変化を表1に示す。Example 1 Cyclohexane and nickel acetylacetone were charged into a dry nitrogen-purged reaction vessel, and then trinormal octyl aluminum (hereinafter referred to as TNOAL
) Was added with stirring to prepare a cyclohexane solution of the hydrogenation catalyst. In this hydrogenation catalyst, the Al / M ratio was 3/1. Using the cyclohexane solution of the hydrogenation catalyst obtained above, hydrogenation of the polymer 1 in cyclohexane is performed so that the concentration of the polymer 1 is 20% by weight, the reaction temperature is 90 ° C., and the hydrogen pressure is 10 kg / cm 2. It was carried out under conditions and stirring. The amount of the hydrogenation catalyst used was such that the ratio of nickel acetylacetone to the number of moles of the olefinically unsaturated double bond in Polymer 1 was 0.15 mol%. Table 1 shows the changes in the hydrogenation rate and the molecular weight distribution 4 hours after the start of the reaction.
【0028】実施例2 実施例1において、重合体1に代えて重合体2を使用
し、かつ水素添加触媒の使用量を、重合体2中のオレフ
ィン性不飽和二重結合のモル数に対するアセチルアセト
ンニッケルの割合が0.3モル%となるように変更した
こと以外は実施例1と同様の操作を行い、重合体の水素
添加を実施した。反応開始4時間後の水素添加率及び分
子量分布の変化を表1に示す。Example 2 In Example 1, Polymer 2 was used in place of Polymer 1, and the amount of the hydrogenation catalyst used was changed based on the number of moles of the olefinically unsaturated double bond in Polymer 2 by acetylacetone. The same operation as in Example 1 was performed, except that the ratio of nickel was changed to 0.3 mol%, to hydrogenate the polymer. Table 1 shows the changes in the hydrogenation rate and the molecular weight distribution 4 hours after the start of the reaction.
【0029】実施例3 実施例1において重合体1に代えて重合体3を用いたこ
と以外は実施例1と同様の操作を行い重合体の水素添加
を実施した。反応開始4時間後の水素添加率および分子
量分布の変化を表1に示す。Example 3 Hydrogenation of a polymer was carried out in the same manner as in Example 1 except that Polymer 3 was used instead of Polymer 1. Table 1 shows the changes in the hydrogenation rate and the molecular weight distribution 4 hours after the start of the reaction.
【0030】実施例4 実施例1においてTNOALに代えてトリノルマルヘキ
シルアルミニウム(以下、これをTNHALと略称す
る)を同一のモル数で使用したこと以外は実施例1と同
様にして水素添加触媒のシクロヘキサン溶液を調製し、
以下実施例1と同様の操作を行い重合体1の水素添加を
実施した。反応開始4時間後の水素添加率および分子量
分布の変化を表1に示す。Example 4 A hydrogenation catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that trinormal hexyl aluminum (hereinafter referred to as TNHAL) was used in the same mole number in place of TNOAL. Prepare a cyclohexane solution,
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to hydrogenate the polymer 1. Table 1 shows the changes in the hydrogenation rate and the molecular weight distribution 4 hours after the start of the reaction.
【0031】比較例1 実施例1においてTNOALに代えてトリエチルアルミ
ニウム(以下、これをTEAと略称する)を同一のモル
数で使用したこと以外は、実施例1と同様にして水素添
加触媒のシクロヘキサン溶液を調製し、以下実施例1と
同様の操作を行い重合体1の水素添加を実施した。反応
開始4時間後の水素添加率および分子量分布の変化を表
1に示す。Comparative Example 1 A hydrogenation catalyst cyclohexane was prepared in the same manner as in Example 1 except that triethylaluminum (hereinafter abbreviated as TEA) was used in the same mole number in place of TNOAL. A solution was prepared, and the same operation as in Example 1 was performed to hydrogenate the polymer 1. Table 1 shows the changes in the hydrogenation rate and the molecular weight distribution 4 hours after the start of the reaction.
【0032】比較例2および3 実施例1においてアセチルアセトンニッケルとTNOA
Lの比率および水素添加触媒の使用量を表1に示すとお
りに変えたこと以外は、実施例1と同様にして水素添加
触媒のシクロヘキサン溶液を調製し、以下実施例1と同
様の操作を行い重合体1の水素添加を実施した。反応開
始4時間後の水素添加率および分子量分布の変化を表1
に示す。Comparative Examples 2 and 3 In Example 1, nickel acetylacetone and TNOA
A cyclohexane solution of the hydrogenation catalyst was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ratio of L and the amount of the hydrogenation catalyst used were changed as shown in Table 1, and the same operation as in Example 1 was performed. Hydrogenation of polymer 1 was performed. Table 1 shows changes in the hydrogenation rate and molecular weight distribution 4 hours after the start of the reaction.
Shown in
【0033】比較例4 比較例1において重合体1に代えて重合体2を使用し、
かつ水素添加触媒の使用量を、重合体2中のオレフィン
性不飽和二重結合のモル数に対するアセチルアセトンニ
ッケルの割合が0.3モル%となるように変更したこと
以外は比較例1と同様の操作を行い重合体の水素添加を
実施した。反応開始4時間後の水素添加率及び分子量分
布の変化を表1に示す。Comparative Example 4 In Comparative Example 1, Polymer 2 was used in place of Polymer 1,
The same as Comparative Example 1 except that the amount of the hydrogenation catalyst was changed such that the ratio of nickel acetylacetone to the number of moles of the olefinically unsaturated double bond in the polymer 2 was 0.3 mol%. The operation was performed to hydrogenate the polymer. Table 1 shows the changes in the hydrogenation rate and the molecular weight distribution 4 hours after the start of the reaction.
【0034】[0034]
【表1】 [Table 1]
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によって提供される水素添加方法
によれば、不飽和結合含有重合体を工業的に有利に水素
添加することができる。According to the hydrogenation method provided by the present invention, the unsaturated bond-containing polymer can be hydrogenated industrially advantageously.
Claims (3)
重合体を、第VIII族の金属からなる有機金属化合物およ
び有機アルミニウム化合物から構成される触媒を用いて
水素添加する方法において、該有機アルミニウム化合物
が下記の式(1) (R)3 Al (1) (式中、Rは炭素数6以上のアルキル基を表す)で示さ
れるアルキルアルミニウム化合物であり、かつ該有機ア
ルミニウム化合物におけるアルミニウムのモル数と該第
VIII族の金属のモル数の比率が0.5/1〜10/1で
あることを特徴とするオレフィン性不飽和二重結合を含
有する重合体の水素添加方法。1. A method for hydrogenating a polymer containing an olefinically unsaturated double bond using a catalyst comprising an organometallic compound comprising a Group VIII metal and an organoaluminum compound. The compound is an alkylaluminum compound represented by the following formula (1) (R) 3 Al (1) (wherein R represents an alkyl group having 6 or more carbon atoms), and a mole of aluminum in the organoaluminum compound. Number and the number
A method for hydrogenating a polymer containing an olefinically unsaturated double bond, wherein the molar ratio of the Group VIII metal is from 0.5 / 1 to 10/1.
重合体が、3置換以上のオレフィン性不飽和二重結合を
含有する重合体である請求項1記載の重合体の水素添加
方法。2. The method for hydrogenating a polymer according to claim 1, wherein the polymer containing an olefinically unsaturated double bond is a polymer containing three or more substituted olefinically unsaturated double bonds.
重合体がイソプレンから誘導される構造単位を含有する
重合体である請求項1または2記載の重合体の水素添加
方法。3. The method for hydrogenating a polymer according to claim 1, wherein the polymer containing an olefinically unsaturated double bond is a polymer containing a structural unit derived from isoprene.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25133697A JPH1180251A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Hydrogenation method of polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25133697A JPH1180251A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Hydrogenation method of polymer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180251A true JPH1180251A (en) | 1999-03-26 |
Family
ID=17221318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25133697A Pending JPH1180251A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Hydrogenation method of polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1180251A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006299280A (en) * | 2001-03-26 | 2006-11-02 | Jsr Corp | Hydrogenated modified polymer, process for producing the same, and composition containing the same |
| JP2006328410A (en) * | 2001-03-26 | 2006-12-07 | Jsr Corp | Hydrogenated modified polymer, process for producing the same, and composition containing the same |
| CN115651110A (en) * | 2022-12-07 | 2023-01-31 | 湖南理工学院 | Full hydrogenation method of styrene and derivative thereof and 1,3-pentadiene monomer alternating copolymer |
-
1997
- 1997-09-01 JP JP25133697A patent/JPH1180251A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006299280A (en) * | 2001-03-26 | 2006-11-02 | Jsr Corp | Hydrogenated modified polymer, process for producing the same, and composition containing the same |
| JP2006328410A (en) * | 2001-03-26 | 2006-12-07 | Jsr Corp | Hydrogenated modified polymer, process for producing the same, and composition containing the same |
| CN115651110A (en) * | 2022-12-07 | 2023-01-31 | 湖南理工学院 | Full hydrogenation method of styrene and derivative thereof and 1,3-pentadiene monomer alternating copolymer |
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