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JPH05170821A - オレフィンの重合方法 - Google Patents

オレフィンの重合方法

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Publication number
JPH05170821A
JPH05170821A JP34078591A JP34078591A JPH05170821A JP H05170821 A JPH05170821 A JP H05170821A JP 34078591 A JP34078591 A JP 34078591A JP 34078591 A JP34078591 A JP 34078591A JP H05170821 A JPH05170821 A JP H05170821A
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JP
Japan
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group
hydrocarbon group
aluminoxane
carbon atoms
olefin
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Application number
JP34078591A
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English (en)
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Norihide Inoue
則英 井上
Masahiro Jinno
政弘 神野
Tetsunosuke Shiomura
哲之助 潮村
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP34078591A priority Critical patent/JP3201802B2/ja
Publication of JPH05170821A publication Critical patent/JPH05170821A/ja
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  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】(A)下記(a)および(b)成分を接触させ
ることにより得られる反応生成物、 (a)下記一般式 (ここで、A1 ,A2 はシクロペンタジエニル基、イン
デニル基、フルオレニル基、またはそれらの誘導体を示
しす。A3 ,A4 はアルキル基、アリール基、アルキル
アリール基、アリールアルキル基、ハロゲン化アリール
基またはヘテロ原子を含む炭化水素基または水素原子で
ある。QはA1 ,A2 を連結する炭素数1〜10の炭化
水素基または珪素、ゲルマニウム、錫を含む炭化水素基
である。R 1 ,R2 はハロゲン原子、水素原子、アルキ
ル基、珪素含有アルキル基、炭素数6〜20までのアリ
ール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基を示
し、R1 ,R2 の少なくとも一つはハロゲン原子であ
る。Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウムである。)
で表される遷移金属化合物 (b)炭素数が2以上の炭化水素基または珪素含有炭化
水素基を有する周期律表1aまたは2a族の有機金属化
合物 および(B)アルミノキサンからなる触媒の存在下にオ
レフィンを重合する。 【効果】少ないアルミノキサン使用量で効率よくポリオ
レフィンを製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオレフィンの重合方法に
関する。詳しくは少ないアルミノキサンの使用量で高活
性にポリオレフィンを製造する方法に関する。
【0002】
【従来技術】シクロペンタジエニル基、インデニル基、
フルオレニル基、またはそれらの誘導体を配位子とする
遷移金属化合物、いわゆるメタロセン化合物は、助触
媒、例えばアルミノキサンと共に使用してα−オレフィ
ンを重合することによりポリ−α−オレフィンが製造で
きることが知られている。特開昭58−19309号公
報、特開昭60−35008号公報には、メタロセン化
合物およびアルミノキサンからなる触媒の存在下にオレ
フィンを重合または共重合させる方法が記載されてい
る。特開昭61−130314号公報、特開昭64−6
6124号公報には、架橋性配位子を有するメタロセン
化合物およびアルミノキサンからなる触媒を用いること
によりアイソタクチック度高いポリ−α−オレフィンが
製造できることが記載されている。特開平2−4130
3号公報、特開平2−274703号公報、特開平2−
274704号公報には、互いに非対称な配位子からな
る架橋性配位子を有するメタロセン化合物およびアルミ
ノキサンからなる触媒を用いることによってシンジオタ
クチックポリ−α−オレフィンが製造できることが記載
されている。
【0003】一方、上記のようないわゆるカミンスキー
型触媒の活性種が〔Cp'2MR〕+ (ここでCp' =シ
クロペンタジエニル誘導体、M=Ti,Zr,Hf,R
=アルキル)で表されるような遷移金属カチオンである
ことが示唆されて以来、アルミノキサン類を助触媒とし
ない触媒系もいくつか報告されている。Taube らは、J.
Organometall. Chem., 347 , C9 (1988) に〔Cp2
iMe(THF)〕+ 〔BPh4 - (Me=メチル
基、Ph=フェニル基)で表される化合物を用いてエチ
レン重合に成功している。Jordanらは、J. Am. Chem. S
oc., 109, 4111 (1987) で、〔Cp2 ZrR(L)〕+
(R=メチル基、ベンジル基、L=ルイス塩基)のよう
なジルコニウム錯体がエチレンを重合することを示して
いる。特表平1−501950号公報、特表平1−50
2036号公報にはシクロペンタジエニル金属化合物お
よびシクロペンタジエニル金属カチオンを安定化するこ
とのできるイオン性化合物とからなる触媒を用いてオレ
フィンを重合する方法が記載されている。Zambelliら
は、Macromolecules, 22, 2186 (1989) に、シクロペン
タジエンの誘導体を配位子とするジルコニウム化合物
と、トリメチルアルミニウムとフルオロジメチルアルミ
ニウムとを組み合わせた触媒により、アイソタクチック
ポリプロピレンが製造できることを報告している。特開
平3−179005号公報には、a)中性のメタロセン
化合物、b)アルミニウムアルキル、c)ルイス酸から
なるオレフィン重合用触媒が開示されている。また、ア
ルミノキサンの使用量を減少させるために有機アルミニ
ウム化合物を併用する試みが特開昭60−130604
号公報、特開昭63−89505号公報、特開昭63−
89506号公報、特開昭63−130601号公報、
特開平2−22307号公報などに記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、アルミ
ノキサンを使用する触媒系では高価なアルミノキサンを
大量に必要とするため、アルキルアルミニウム化合物を
併用することによりアルミノキサンの使用量を削減する
試みがなされている。しかしながら、これらの触媒系で
は高い重合活性を得るためには、アルミノキサンの使用
量と同等以上のアルキルアルミニウム化合物を添加しな
ければならなかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルミノ
キサンの使用量を減少させても高活性にポリオレフィン
を製造する方法について鋭意検討した結果、特定の有機
金属化合物と反応させることによって得られるメタロセ
ン化合物を用いることにより前述の目的が達成されるこ
とを見出し、本発明を完成するに到った。すなはち、本
発明は (A)下記(a)および(b)成分を接触させることに
より得られる反応生成物、 (a)下記一般式(1)、(化2)
【0006】
【化2】 (ここで、A1 ,A2 はシクロペンタジエニル基、イン
デニル基、フルオレニル基、またはそれらの誘導体を示
し、A1 ,A2 は互いに同じであっても異なっていても
良い。A3 ,A4 は炭素数1〜10のアルキル基、炭素
数6〜20のアリール基、アルキルアリール基、アリー
ルアルキル基、ハロゲン化アリール基または酸素、窒
素、硫黄、珪素などのヘテロ原子を含む炭化水素基また
は水素原子である。QはA1 ,A2 を連結する炭素数1
〜10の炭化水素基または珪素、ゲルマニウム、錫を含
む炭化水素基である。また、A3 ,A4 は互いに連結し
ていてA3 ,A4 ,Qの間で環構造を形成していてもよ
い。R1 ,R2 はハロゲン原子、水素原子、炭素数1〜
10のアルキル基、珪素含有アルキル基、炭素数6〜2
0のアリール基、アルキルアリール基、アリールアルキ
ル基を示し、R1 ,R2 の少なくとも一つはハロゲン原
子である。Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウムであ
る。)で表される遷移金属化合物 (b)炭素数が2以上の炭化水素基または珪素含有炭化
水素基を有する周期律表1aまたは2a族の有機金属化
合物および (B)アルミノキサンからなる触媒の存在下にオレフィ
ンを重合することを特徴とするオレフィンの重合方法で
ある。
【0007】一般式(化1)中、A1 ,A2 はシクロペ
ンタジエニル基、インデニル基、フルオレニル基、また
はそれらの誘導体を示す。A1 ,A2 の具体例として
は、シクロペンタジエニル基、メチルシクロペンタジエ
ニル基、ジメチルシクロペンタジエニル基、テトラメチ
ルシクロペンタジエニル基、インデニル基、3−メチル
インデニル基、フルオレニル基、1−メチルフルオレニ
ル基、2,7−ジt−ブチルフルオレニル基などを挙げ
ることができる。A3 ,A4 は炭素数1〜10までのア
ルキル基、炭素数6〜20のアリール基、アルキルアリ
ール基、アリールアルキル基、ハロゲン化アリール基ま
たは酸素、窒素、硫黄、珪素などのヘテロ原子を含む炭
化水素基または水素原子である。A3 ,A4 の具体例と
しては、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、
フェニル基、トルイル基、フルオロフェニル基、メトキ
シフェニル基、ベンジル基などを挙げることができる。
QはA1 ,A2 を連結する炭素数1〜10の炭化水素基
または珪素、ゲルマニウム、錫を含む炭化水素基であ
り、好ましくは炭化水素基、珪素原子である。また、A
3 ,A4 は互いに連結していてA3 ,A4 ,Qの間で環
構造を形成していてもよく、そのような場合に、A3
4 ,Qがなす基としては例えば、シクロペンチリデン
基、シクロヘキシリデン基、テトラヒドロピラン−4−
イリデン基などを挙げることができる。R1 ,R2 はハ
ロゲン原子、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、
珪素含有アルキル基、炭素数6〜20のアリール基、ア
ルキルアリール基、アリールアルキル基を示し、R1
2 の少なくとも一つはハロゲン原子である。R1 ,R
2 の好ましい具体例としては、塩素原子、メチル基であ
る。
【0008】上記一般式(1)で表される遷移金属化合
物の好適な例は、非架橋配位子を有する遷移金属化合物
としてはビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリド、(シクロペンタジエニル)
(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリドなど、架橋配位子を有する遷移金属化合物とし
てはエチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジク
ロリド、エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ
1−インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシ
リレンビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリド、ジメチルシリレンビス(ジメチルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピ
リデン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニオ
ル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(シ
クロペンタジエニル)(9−フルオレニオル)ジルコニ
ウムジクロリドなどのジルコニウム化合物があげられ、
上記と同様なハフニウム化合物等の他に、例えば特開平
3−9913号公報、特開平2−131488号公報、
特開平3−21607号公報、特開平3−106907
号公報などに記載されているような遷移金属化合物を挙
げることができる。
【0009】また、上記の遷移金属化合物の他に本願発
明者が先に出願した(特願平2−179563号公報記
載)アルキル基などで置換されたフルオレニル基を配位
子として有する遷移金属化合物を使用すると好ましい。
特にt−ブチル基などのようなかさ高い基をフルオレニ
ル基に導入することによりポリマーの立体規則性及び触
媒の安定性が向上する。そのような化合物の具体例とし
ては、例えばイソプロピリデン(シクロペンタジエニ
ル)(2,7−ジt−ブチル−9−フルオレニル)ジル
コニウムジクロリド、シクロヘキシリデン(シクロペン
タジエニル)(2,7−ジt−ブチル−9−フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(シ
クロペンタジエニル)(2,7−ジt−ブチル−9−フ
ルオレニル)ジルコニウムジクロリド、メチルフェニル
メチレン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジt−ブ
チル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド等の
ジルコニウム化合物、同様のハフニウム化合物などを挙
げることができる。これらの化合物は本願実施例でイソ
プロピリデン(シクロペンタジエニル)(2,7−ジt
−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド
の合成例を示したが、その他の化合物もこれに準じた方
法で容易に合成できる。
【0010】本発明において、(b)成分として使用さ
れる炭素数が2以上の炭化水素基または珪素含有炭化水
素基を有する周期律表1aまたは2a族の有機金属化合
物は例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネ
シウムなどを有する有機金属化合物である。具体的に
は、例えば、n−ブチルリチウム、t−ブチルリチウ
ム、ネオペンチルリチウム、フェニルリチウム、ベンジ
ルリチウム、トリメチルシリルメチルリチウム、ブチル
マグネシウムクロリド、ネオペンチルマグネシウムクロ
リド、ベンジルマグネシウムクロリド、トリメチルシリ
ルメチルマグネシウムクロリドなどを挙げることができ
る。好ましい具体例としては、β位に水素を有していな
いネオペンチルリチウム、ベンジルリチウム、トリメチ
ルシリルメチルリチウム、ネオペンチルマグネシウムク
ロリド、ベンジルマグネシウムクロリド、トリメチルシ
リルメチルマグネシウムクロリドなどを挙げることがで
きる。一般に、ハロゲンを配位子として有するメタロセ
ン化合物は上記のような周期律表1aまたは2a族の有
機金属化合物と反応させることにより、ハロゲンがアル
キル基などで置換された化合物が生成することが知られ
ている。(例えば、J.Organometal. Chem., 34, 155 (1
972), Organometallics, 9, 1539 (1990), Or-ganometa
llics,10, 1406 (1991), Organometallics, 10, 3417(1
991) などに記載されている。)しかしながら、本発明
のようにこれらの有機金属化合物とメタロセン化合物と
を併用させることによって、助触媒として用いるアルミ
ノキサンの使用量を削減できるという効果は見出されて
いない。上記(a)および(b)成分を接触させる方法
としては特に制限はないが、有機溶媒中、−100〜1
00℃の温度で接触させる方法が好ましく利用される。
より好ましくは、ベンゼン、トルエン、ペンタン、ヘキ
サン、ヘプタンなどの炭化水素溶媒中、−100〜50
℃で接触させる方法が利用される。(a)成分に対する
(b)成分の使用割合としては、1.0〜100モル
倍、好ましくは1.0〜50モル倍である。本発明にお
いて使用されるアルミノキサンとしては、一般式(化
3)
【0011】
【化3】 (ここでRは炭素数1〜10の炭化水素基、nは2以上
を示す。)で表される化合物であり、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。上記アルミノキサン類に
は若干のアルキルアルミニウム化合物が混入していても
差し支えない。また、その他に、特開平2−24701
号公報、特開平3−103407号公報などに記載され
ている二種類以上のアルキル基を有するアルミノキサン
や、特開昭63−198691号公報などに記載されて
いる微粒子状アルミノキサン、特開平2−167302
号公報、特開平2−167305号公報などに記載され
ているアルミノキサンを水や活性水素化合物と接触させ
て得られるアルミニウムオキシ化合物なども好適に利用
することができる。
【0012】本発明におけ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1〜10000モ
ル倍、通常10〜1000モル倍である。本発明におけ
る遷移金属触媒成分および/または助触媒成分は、その
ままでもSiO2 ,Al2 3 ,MgCl2 などのチー
グラー型触媒を担持する公知の担体上に担持して使用し
てもよい。
【0013】本発明の方法で行われる重合方法および重
合条件については特に制限はなくα−オレフィンの重合
で行われる公知の方法が用いられ、不活性炭化水素媒体
を用いる溶媒重合法、または実質的に不活性炭化水素媒
体の存在しない塊状重合法、気相重合法も利用でき、重
合温度としては−100〜200℃、重合圧力としては
常圧〜100kg/cm2 で行うのが一般的である。好
ましくは−50〜100℃、常圧〜50kg/cm2
ある。
【0014】本発明における触媒成分の処理あるいは重
合に際し使用される炭化水素媒体としては例えばブタ
ン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナ
ン、デカン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの飽
和炭化水素の他に、ベンゼン、トルエン、キシレンなど
の芳香族炭化水素も使用することができる。重合に際し
使用されるオレフィンとしては、エチレン、プロピレ
ン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキ
セン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−
テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセンな
どの炭素数2〜25のオレフィンを挙げることができ
る。本発明においては、オレフィンの単独重合のみなら
ず、例えばプロピレンとエチレン、プロピレンと1−ブ
テンなどの炭素数2〜25程度のオレフィンの共重合体
を製造する際にも利用できる。
【0015】
〔イソプロピリデン(シクロペンタジエン)(2,7−ジt−ブチル−9−フルオレン)〕
充分窒素置換した300cm3 ガラス製フラスコに2,
7−ジt−ブチル−9−フルオレン12.0g( Synth
sis, 335 ( 1984 ) に記載の方法で合成した)をテトラ
ヒドロフラン100cm3 に溶解させた。この溶液にメ
チルリチウムのエーテル溶液44ミリモルを−78℃で
滴下した。滴下終了後、反応溶液を室温まで上昇させ、
そんままの温度で3時間攪拌した。この反応溶液にテト
ラヒドロフラン50cm3 で希釈した6,6−ジメチル
フルベン4.6gを−78℃で滴下した。滴下終了後、
反応温度を室温まで上昇させ、さらに10時間攪拌を続
けた。3.6%塩酸水100cm3 を加えることにより
反応を停止し、エーテル層を水洗、蒸発乾固させること
により赤褐色粘性液を得た。この粘性液を熱アセトンか
ら再結晶することにより白色粉末のイソプロピリデン
(シクロペンタジエン)(2,7−ジt−ブチル−9−
フルオレン)12.2gを得た。この化合物の物性値を
下に示す。 〔イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(2,7
−ジt−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジク
ロリド〕 まず、上記合成したイソプロピリデン(シクロペンタジ
エン)(2,7−ジt−ブチル−9−フルオレン)1
0.0gをn−ブチルリチウムでリチウム化することに
より、イソプロピリデン(シクロペンタジエン)(2,
7−ジt−ブチル−9−フルオレン)のジリチウム塩を
調製した。次に、充分窒素置換した500cm3 ガラス
製フラスコに四塩化ジルコニウム6.1gを塩化メチレ
ン100cm3 に懸濁させた。この懸濁液に−78℃で
熔解させたイソプロピリデン(シクロペンタジエニル)
(2,7−ジt−ブチル−9−フルオレニル)ジリチウ
ムの塩化メチレン溶液300cm3 を−78℃で添加し
た。−78℃で4時間攪拌した後、ゆっくりと室温まで
昇温し、その温度でさらに15時間反応を続けた。塩化
リチウムの白色沈澱を含む赤褐色溶液を濾別し、濾液を
濃縮した後、−30℃で24時間冷却することによりオ
レンジ色結晶のイソプロピリデン(シクロペンタジエニ
ル)(2,7−ジt−ブチル−9−フルオレニル)ジル
コニウムジクロリド4.3gを得た。この化合物の物性
値を下に示す。 元素分析値 C2934ZrCl2 C H Cl 計算値(%) 63.97 6.25 13.0 実測値(%) 64.20 6.21 12.90
【0016】重合 まず始めに、窒素置換した100cm3 のガラス製フラ
スコに、上記合成したイソプロピリデン(シクロペンタ
ジエニル)(2,7−ジt−ブチル−9−フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド10mgおよびトリメチル
シリルメチルリチウム0.1ミリモルをヘプタン中、室
温で接触させることにより少量の白色沈澱を含む淡黄色
の触媒溶液を得た。次に、充分窒素置換した1.5dm
3 のオートクレーブに前記調製した触媒溶液をZr原子
換算で5.5×10-3ミリモル、東ソー・アクゾ社製メ
チルアルミノキサン30mgを装入し、液体プロピレン
0.75dm3 を加え、40℃で1時間重合を行った。
少量のメタノールを系内に添加することにより重合を停
止した後、未反応のプロピレンをパージし、乾燥するこ
とにより32.8gのシンジオタクチックポリプロピレ
ンパウダーを得た。パウダーの135℃のテトラリン溶
液で測定した極限粘度(〔η〕)は0.95dl/g、
13C−NMRで測定したシンジオタクチックペンタッド
分率(rrrr)は0.93であった。
【0017】比較例1 触媒として実施例1で合成したイソプロピリデン(シク
ロペンタジエニル)(2,7−ジt−ブチル−9−フル
オレニル)ジルコニウムジクロリドを5.5×10-3
リモルおよびメチルアルミノキサン30mgを使用した
こと以外は実施例1の重合と同様にしてプロピレン重合
を行った。その結果、10.1gのシンジオタクチック
ポリプロピレンしか得られなかった。このポリマーの
〔η〕は0.92dl/g、rrrrは0.91であっ
た。
【0018】比較例2 実施例1で合成したイソプロピリデン(シクロペンタジ
エニル)(2,7−ジt−ブチル−9−フルオレニル)
ジルコニウムジクロリドとそれに対して2当量のメチル
リチウムを実施例1と同様にヘプタン中で室温で反応し
て得られた反応物をジルコミウムとして5.5×10-3
ミリモル、メチルアルミノキサン30mgを触媒として
使用した以外は実施例1と同様に重合を行ったところ
8.4gのシンジオタクチックポリプロピレンしか得ら
れなかった。このポリマーの〔η〕は0.90dl/
g、rrrrは0.90であった。
【0019】
【発明の効果】本発明の方法を実施することにより少な
いアルミノキサン使用量で高活性にポリオレフィンを製
造することができ、工業的に極めて価値がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)下記(a)および(b)成分を接触
    させることにより得られる反応生成物 (a)下記一般式(1)(化1) 【化1】 (ここで、A1 ,A2 はシクロペンタジエニル基、イン
    デニル基、フルオレニル基、またはそれらの誘導体を示
    し、A1 ,A2 は互いに同じであっても異なっていても
    良い。A3 ,A4 は炭素数1〜10のアルキル基、炭素
    数6〜20のアリール基、アルキルアリール基、アリー
    ルアルキル基、ハロゲン化アリール基または酸素、窒
    素、硫黄、珪素などのヘテロ原子を含む炭化水素基また
    は水素原子である。QはA1 ,A2 を連結する炭素数1
    〜10の炭化水素基または珪素、ゲルマニウム、錫を含
    む炭化水素基である。また、A3 ,A4 は互いに連結し
    ていてA3 ,A4 ,Qの間で環構造を形成していてもよ
    い。R1 ,R2 はハロゲン原子、水素原子、炭素数1〜
    10のアルキル基、珪素含有アルキル基、炭素数6〜2
    0までのアリール基、アルキルアリール基、アリールア
    ルキル基を示し、R1 ,R2 の少なくとも一つはハロゲ
    ン原子である。Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム
    である。)で表される遷移金属化合物 (b)炭素数が2以上の炭化水素基または珪素含有炭化
    水素基を有する周期律表1aまたは2a族の有機金属化
    合物および (B)アルミノキサンからなる触媒の存在下にオレフィ
    ンを重合することを特徴とするオレフィンの重合方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012111779A1 (ja) * 2011-02-18 2012-08-23 住友化学株式会社 エチレン系重合用触媒及びエチレン系重合体の製造方法

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