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JPH0656908A - スチレン系重合体の製造方法 - Google Patents

スチレン系重合体の製造方法

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Publication number
JPH0656908A
JPH0656908A JP4216835A JP21683592A JPH0656908A JP H0656908 A JPH0656908 A JP H0656908A JP 4216835 A JP4216835 A JP 4216835A JP 21683592 A JP21683592 A JP 21683592A JP H0656908 A JPH0656908 A JP H0656908A
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JP
Japan
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group
titanium
reactor
catalyst
cyclopentadienyl
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JP4216835A
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Takashi Ase
尚 阿瀬
Kazutoshi Ishikawa
和利 石川
Hideki Imabayashi
秀樹 今林
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Publication date
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Priority to AT93112839T priority patent/ATE160151T1/de
Priority to DE69315142T priority patent/DE69315142T2/de
Publication of JPH0656908A publication Critical patent/JPH0656908A/ja
Priority to US08/523,207 priority patent/US5597879A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己洗浄型反応器を用いて高度のシンジオタ
クチック構造を有するスチレン系重合体(SPS)を製
造するにあたり、生産量の増大を図る。 【構成】 自己洗浄型横型反応器内に触媒、もしくは触
媒及び原料モノマーを、反応器軸方向に分割して供給す
る。 【効果】 SPSの生産性を著しく向上することが可
能。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスチレン系重合体の製造
方法に関し、詳しくは重合体連鎖の立体化学構造が高度
のシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体
を、効率よく安定かつ連続的に製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
らラジカル重合法等により製造されるスチレン系重合体
は、その立体構造がアタクチック構造を有しており、種
々の成形法、例えば射出成形,押出成形,中空成形,真
空成形,注入成形などの方法によって、様々な形状のも
のに成形され、家庭電気器具,事務機器,家庭用品,包
装容器,玩具,家具,合成紙その他産業資材などとして
幅広く用いられている。しかしながら、このようなアタ
クチック構造のスチレン系重合体は、耐熱性,耐薬品性
に劣るという欠点があった。
【0003】ところで、本発明者らのグループは、先
般、シンジオタクティシティーの高いスチレン系重合体
を開発することに成功し、さらにチタン化合物及び有機
アルミニウム化合物と縮合剤との接触生成物(アルキル
アルミノキサン)からなる触媒、または遷移金属化合物
及びカチオンと複数の基が金属に結合したアニオンとか
なる触媒等を用いることによりシンジオタクチック構造
を有するスチレン系重合体が得られることを示した(特
開昭62−187708号公報等)。このようなシンジ
オタクチック構造を有するスチレン系重合体を粉体状で
連続的に製造する方法として、例えば特開平2−191
609号公報には、自己洗浄型横型反応器(セルフクリ
ーニング型反応器)内にスチレン系原料モノマー及び触
媒を連続的に供給して重合させる方法が記載されてい
る。
【0004】ところが、上述の自己洗浄型横型反応器
は、攪拌翼付き槽型反応器に比べて押出流れ性が高いた
め、原料モノマーと触媒とを一括して投入すると、反応
器内の軸方向に温度,転化率等の分布を生じてしまう。
特にメチルアルミノキサン系の触媒は、初期反応速度が
非常に高いため、反応器内の原料モノマー及び触媒の供
給部付近で急激に反応して激しく発熱するのに対し、反
応器後半部では反応の進行は遅く、発熱量は前半部の1
/4以下になる。
【0005】このような形式の反応器の一般的な除熱方
法としては、反応器にジャケットを設けて冷却水などの
冷却媒体(ブライン)で冷却する方法が用いられている
が、単一のジャケットで冷却を行うと、反応器内に温度
分布を生じ、反応器前半部はジャケットとの温度差が大
きい高温部、また、後半部はジャケットとの温度差の小
さい低温部となる。このとき、高温部の温度が100℃
を超えるとアタクチック構造のスチレン系重合体の生成
や触媒の活性低下を生じ、運転上,品質管理上好ましく
ない。
【0006】そこで、ジャケットを反応器軸方向に複数
に分割し、それぞれのジャケットに最適温度の冷却媒体
を供給して反応器内温度をコントロールし、反応器内温
度を均一に保つようにしている。ところが、原料モノマ
ーと触媒とを一括して投入する方法では、初期反応速度
が速いため、供給口側のジャケット程、低温の冷却媒体
で冷却する必要がある。ここで、生産量を上げるため
に、原料モノマー及び触媒の供給量を増加していくと、
供給量増加に伴って発熱量も増加するため、供給口側の
最初のジャケットに供給する冷却媒体の温度を下げてい
かなければならず、ついには冷却媒体の下限温度に達し
てこの部分の反応器内温度が上昇し、それ以上の増産を
行えなくなる。
【0007】そこで、本発明者らは、上記従来技術の問
題点を解消し、自己洗浄型横型反応器で反応速度変化の
大きな触媒系を用いて高度のシンジオタクチック構造を
有するスチレン系重合体を連続重合する場合の反応器内
温度のコントロールを容易に行え、生産量の増大を図れ
る方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。
【0008】
【課題を解決するための手段】その結果、触媒もしくは
触媒及び原料モノマーを分割して反応器に供給すること
により、上記の課題を解決できることを見出した。本発
明はかかる知見に基いて完成したものである。すなわ
ち、本発明は、自己洗浄型横型反応器内にスチレン系原
料モノマー及び触媒を連続的に供給して重合させ、高度
のシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体を
連続的に製造する方法において、前記反応器内に、前記
触媒、もしくは触媒及び原料モノマーを、反応器軸方向
に分割して供給することを特徴とするスチレン系重合体
の製造方法を提供するものである。
【0009】まず、本発明で使用する触媒としては、
(A)アルミノキサンあるいはカチオンと複数の基
が金属に結合したアニオンとからなる配位錯化物及び
(B)遷移金属化合物を主成分とするものを用いるのが
好ましい。ここで(A)成分であるアルミノキサンあ
るいはカチオンと複数の基が金属に結合したアニオン
とからなる配位錯化物におけるアルミノキサンとは、
各種の有機アルミニウム化合物と縮合剤とを接触して得
られるものである。このようなアルミノキサンとして
は、一般式(I)
【0010】
【化1】
【0011】〔式中、nは重合度を示し、2〜50の数
であり、R1 は炭素数1〜8のアルキル基を示す。〕で
表わされる鎖状アルキルアルミノキサン、あるいは 一
般式(II)
【0012】
【化2】
【0013】で表わされる繰り返し単位を有する環状ア
ルキルアルミノキサン等がある。このようなアルキルア
ルミノキサンのうち、R1 がメチル基であるもの、すな
わちメチルアルミノキサンが特に好ましい。
【0014】本発明の方法においては、触媒の(A)成
分として、上記アルミノキサンに代えて、カチオンと複
数の基が金属に結合したアニオンとからなる配位錯化物
を用いることもできる。このような配位錯化合物は、様
々なものがあるが、例えば、下記一般式(III)あるいは
(IV)で示される化合物を好適に使用することができ
る。 (〔L1 −H〕g+h (〔M1 1 2 ・・・Xn (n-m)-i ・・・(III) あるいは (〔L2 g+h (〔M2 1 2 ・・・Xn (n-m)-i ・・・(IV) (但し、L2 は後述のM3 ,T1 2 4 又はT3 3
である。)〔式(III),(IV)中、L1 はルイス塩基、
1 及びM2 はそれぞれ周期律表の5族〜15族から選
ばれる金属、M3 は周期律表の8族〜12族から選ばれ
る金属、M4 は周期律表の8族〜10族から選ばれる金
属、X1 〜Xn はそれぞれ水素原子,ジアルキルアミノ
基,アルコキシ基,アリールオキシ基,炭素数1〜20
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,置換アルキル基,有
機メタロイド基又はハロゲン原子を示し、T1及びT2
はそれぞれシクロペンタジエニル基,置換シクロペンタ
ジエニル基,インデニル基又はフルオレニル基、T3
アルキル基を示す。mはM1 ,M2 の原子価で1〜7の
整数、nは2〜8の整数、gはL1 −H,L2 のイオン
価数で1〜7の整数、hは1以上の整数,i=h×g/
(n−m)である。〕M1 及びM2 の具体例としては
B,Al,Si,P,As,Sb等、M3 の具体例とし
てはAg,Cu等、M4 の具体例としてはFe,Co,
Ni等が挙げられる。X1 〜Xn の具体例としては、例
えば、ジアルキルアミノ基としてジメチルアミノ基,ジ
エチルアミノ基、アルコキシ基としてメトキシ基,エト
キシ基,n−ブトキシ基、アリールオキシ基としてフェ
ノキシ基,2,6−ジメチルフェノキシ基,ナフチルオ
キシ基、炭素数1〜20のアルキル基としてメチル基,
エチル基,n−プロピル基,iso−プロピル基,n−
ブチル基,n−オクチル基,2−エチルヘキシル基、炭
素数6〜20のアリール基,アルキルアリール基若しく
はアリールアルキル基としてフェニル基,p−トリル
基,ベンジル基,ペンタフルオロフェニル基,3,5−
ジ(トリフルオロメチル)フェニル基,4−ターシャリ
−ブチルフェニル基,2,6−ジメチルフェニル基,
3,5−ジメチルフェニル基,2,4−ジメチルフェニ
ル基,1,2−ジメチルフェニル基、ハロゲンとして
F,Cl,Br,I、有機メタロイド基として五メチル
アンチモン基,トリメチルシリル基,トリメチルゲルミ
ル基,ジフェニルアルシン基,ジシクロヘキシルアンチ
モン基,ジフェニル硼素基が挙げられる。R5 及びR6
の置換シクロペンタジエニル基の具体例としては、メチ
ルシクロペンタジエニル基,ブチルシクロペンタジエニ
ル基,ペンタメチルシクロペンタジエニル基が挙げられ
る。
【0015】一般式(III),(IV)の化合物の中で、具
体的には、下記のものを特に好適に使用できる。例えば
一般式(III)の化合物としては、テトラフェニル硼酸ト
リエチルアンモニウム,テトラフェニル硼酸トリ(n−
ブチル)アンモニウム,テトラフェニル硼酸トリメチル
アンモニウム,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸
トリエチルアンモニウム,テトラ(ペンタフルオロフェ
ニル)硼酸トリ(n−ブチル)アンモニウム,ヘキサフ
ルオロ砒素酸トリエチルアンモニウム等が挙げられる。
また、例えば一般式(V)の化合物としては、テトラ
(ペンタフルオロフェニル)硼酸ピリジニウム,テトラ
(ペンタフルオロフェニル)硼酸ピロリニウム,テトラ
(ペンタフルオロフェニル)硼酸N,N−ジメチルアニ
リニウム,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチ
ルジフェニルアンモニウム,テトラフェニル硼酸フェロ
セニウム,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸ジメ
チルフェロセニウム,テトラ(ペンタフルオロフェニ
ル)硼酸フェロセニウム,テトラ(ペンタフルオロフェ
ニル)硼酸デカメチルフェロセニウム,テトラ(ペンタ
フルオロフェニル)硼酸アセチルフェロセニウム,テト
ラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸ホルミルフェロセニ
ウム,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸シアノフ
ェロセニウム,テトラフェニル硼酸銀,テトラ(ペンタ
フルオロフェニル)硼酸銀,テトラフェニル硼酸トリチ
ル,テトラ(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリチル,
ヘキサフルオロ砒素酸銀,ヘキサフルオロアンチモン酸
銀,テトラフルオロ硼酸銀等が挙げられる。
【0016】一方、本発明に使用する触媒の(B)成分
である遷移金属化合物としては、周期律表第3〜6族金
属の化合物及びランタン系金属の化合物が挙げられ、そ
のうち第4族金属(チタン,ジルコニウム,ハフニウ
ム,バナジウム等)の化合物が好ましい。チタン化合物
としては様々なものがあるが、例えば、一般式(V) Ti R2 a 3 b 4 c 5 4-(a+b+c) ・・・(V) または一般式(VI) Ti R2 d 3 e 4 3-(d+e) ・・・(VI) 〔式中、R2 ,R3 ,R4 及びR5 はそれぞれ水素原
子,炭素数1〜20のアルキル基,炭素数1〜20のア
ルコキシ基,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,炭素数1〜20のアシ
ルオキシ基,シクロペンタジエニル基,置換シクロペン
タジエニル基,インデニル基あるいはハロゲン原子を示
す。a,b,cはそれぞれ0〜4の整数を示し、d,e
はそれぞれ0〜3の整数を示す。〕で表わされるチタン
化合物およびチタンキレート化合物よりなる群から選ば
れた少なくとも一種の化合物である。
【0017】更に好適なチタン化合物としては一般式
(VII) Ti RXYZ ・・(VII) 〔式中、Rはシクロペンタジエニル基,置換シクロペン
タジエニル基又はインデニル基を示し、X,Y及びZは
それぞれ独立に水素原子,炭素数1〜12のアルキル
基,炭素数1〜12のアルコキシ基,炭素数6〜20の
アリール基,炭素数6〜20のアリールオキシ基,炭素
数6〜20のアリールアルキル基又はハロゲン原子を示
す。〕で表わされるチタン化合物がある。この式中のR
で示される置換シクロペンタジエニル基は、例えば炭素
数1〜6のアルキル基で1個以上置換されたシクロペン
タジエニル基、具体的にはメチルシクロペンタジエニル
基,1,2−ジメチルシクロペンタジエニル基,ペンタ
メチルシクロペンタジエニル基等である。また、X,Y
及びZはそれぞれ独立に水素原子,炭素数1〜12のア
ルキル基(具体的にはメチル基,エチル基,プロピル
基,n−ブチル基,イソブチル基,アミル基,イソアミ
ル基,オクチル基,2−エチルヘキシル基等),炭素数
1〜12のアルコキシ基(具体的にはメトキシ基,エト
キシ基,プロポキシ基,ブトキシ基,アミルオキシ基,
ヘキシルオキシ基,オクチルオキシ基,2−エチルヘキ
シルオキシ基等),炭素数6〜20のアリール基(具体
的にはフェニル基,ナフチル基等),炭素数6〜20の
アリールオキシ基(具体的にはフェノキシ基等),炭素
数6〜20のアリールアルキル基(具体的にはベンジル
基)又はハロゲン原子(具体的には塩素,臭素,沃素あ
るいは弗素)を示す。
【0018】このような一般式(VII)で表わされるチタ
ン化合物の具体例としては、シクロペンタジエニルトリ
メチルチタン,シクロペンタジエニルトリエチルチタ
ン,シクロペンタジエニルトリプロピルチタン,シクロ
ペンタジエニルトリブチルチタン,メチルシクロペンタ
ジエニルトリメチルチタン,1,2−ジメチルシクロペ
ンタジエニルトリメチルチタン,ペンタメチルシクロペ
ンタジエニルトリメチルチタン,ペンタメチルシクロペ
ンタジエニルトリエチルチタン,ペンタメチルシクロペ
ンタジエニルトリプロピルチタン,ペンタメチルシクロ
ペンタジエニルトリブチルチタン,シクロペンタジエニ
ルメチルチタンジクロリド,シクロペンタジエニルエチ
ルチタンジクロリド,ペンタメチルシクロペンタジエニ
ルメチルチタンジクロリド,ペンタメチルシクロペンタ
ジエニルエチルチタンジクロリド,シクロペンタジエニ
ルジメチルチタンモノクロリド,シクロペンタジエニル
ジエチルチタンモノクロリド,シクロペンタジエニルチ
タントリメトキシド,シクロペンタジエニルチタントリ
エトキシド,シクロペンタジエニルチタントリプロポキ
シド,シクロペンタジエニルチタントリフェノキシド,
ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリメトキシ
ド,ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリエト
キシド,ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリ
プロポキシド,ペンタメチルシクロペンタジエニルチタ
ントリブトキシド,ペンタメチルシクロペンタジエニル
チタントリフェノキシド,シクロペンタジエニルチタン
トリクロリド,ペンタメチルシクロペンタジエニルチタ
ントリクロリド,シクロペンタジエニルメトキシチタン
ジクロリド,シクロペンタジエニルジメトキシチタンク
ロリド,ペンタメチルシクロペンタジエニルメトキシチ
タンジクロリド,シクロペンタジエニルトリベンジルチ
タン,ペンタメチルシクロペンタジエニルメチルジエト
キシチタン,インデニルチタントリクロリド,インデニ
ルチタントリメトキシド,インデニルチタントリエトキ
シド,インデニルトリメチルチタン,インデニルトリベ
ンジルチタン等があげられる。これらのチタン化合物の
うち、ハロゲン原子を含まない化合物が好適であり、特
に、上述した如きπ電子系配位子を1個有するチタン化
合物が好ましい。さらにチタン化合物としては一般式
(VIII)
【0019】
【化3】
【0020】〔式中、R6 , R7 はそれぞれハロゲン原
子,炭素数1〜20のアルコキシ基,アシロキシ基を示
し、kは2〜20を示す。〕で表わされる縮合チタン化
合物を用いてもよい。また、上記チタン化合物は、エス
テルやエーテルなどと錯体を形成させたものを用いても
よい。
【0021】上記一般式(VI)で表わされる三価チタン
化合物は、典型的には三塩化チタンなどの三ハロゲン化
チタン,シクロペンタジエニルチタニウムジクロリドな
どのシクロペンタジエニルチタン化合物があげられ、こ
のほか四価チタン化合物を還元して得られるものがあげ
られる。これら三価チタン化合物はエステル,エーテル
などと錯体を形成したものを用いてもよい。
【0022】また、遷移金属化合物としてのジルコニウ
ム化合物は、テトラベンジルジルコニウム,ジルコニウ
ムテトラエトキシド,ジルコニウムテトラブトキシド,
ビスインデニルジルコニウムジクロリド,トリイソプロ
ポキシジルコニウムクロリド,ジルコニウムベンジルジ
クロリド,トリブトキシジルコニウムクロリドなどがあ
り、ハフニウム化合物は、テトラベンジルハフニウム,
ハフニウムテトラエトキシド,ハフニウムテトラブトキ
シドなどがあり、さらにバナジウム化合物は、バナジル
ビスアセチルアセトナート,バナジルトリアセチルアセ
トナート,トリエトキシバナジル,トリプロポキシバナ
ジルなどがある。これら遷移金属化合物のなかではチタ
ン化合物が特に好適である。
【0023】その他(B)成分である遷移金属化合物に
ついては、共役π電子を有する配位子を2個有する遷移
金属化合物、例えば、一般式(IX) M5 8 9 1011 ・・・(IX) 〔式中、M5 はチタン,ジルコニウムあるいはハフニウ
ムを示し、R8 及びR9はそれぞれシクロペンタジエニ
ル基,置換シクロペンタジエニル基,インデニル基ある
いはフルオレニル基を示し、R10及びR11はそれぞれ水
素,ハロゲン,炭素数1〜20の炭化水素基,炭素数1
〜20のアルコキシ基,アミノ基あるいは炭素数1〜2
0のチオアルコキシ基を示す。ただし、R8 及びR9
炭素数1〜5の炭化水素基,炭素数1〜20及び珪素数
1〜5のアルキルシリル基あるいは炭素数1〜20及び
ゲルマニウム数1〜5のゲルマニウム含有炭化水素基に
よって架橋されていてもよい。〕で表わされる遷移金属
化合物よりなる群から選ばれた少なくとも一種の化合物
がある。
【0024】この一般式(IX) 中のR8 ,R9 はシクロ
ペンタジエニル基,置換シクロペンタジエニル基(具体
的にはメチルシクロペンタジエニル基;1,3−ジメチ
ルシクロペンタジエニル基;1,2,4−トリメチルシ
クロペンタジエニル基;1,2,3,4−テトラメチル
シクロペンタジエニル基;ペンタメチルシクロペンタジ
エニル基;トリメチルシリルシクロペンタジエニル基;
1,3−ジ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル
基;1,2,4−トリ(トリメチルシリル)シクロペン
タジエニル基;ターシャリーブチルシクロペンタジエニ
ル基;1,3−ジ(ターシャリーブチル)シクロペンタ
ジエニル基;1,2,4−トリ(ターシャリーブチル)
シクロペンタジエニル基など),インデニル基,置換イ
ンデニル基(具体的にはメチルインデニル基;ジメチル
インデニル基;トリメチルインデニル基など),フルオ
レニル基あるいは置換フルオレニル基(例えばメチルフ
ルオレニル基)を示し、R8 ,R9 は同一でも異なって
もよく、更にR8 とR9 が炭素数1〜5のアルキリデン
基(具体的には、メチン基,エチリデン基,プロピリデ
ン基,ジメチルカルビル基等)又は炭素数1〜20及び
珪素数1〜5のアルキルシリル基(具体的には、ジメチ
ルシリル基,ジエチルシリル基,ジベンジルシリル基
等)により架橋された構造のものでもよい。一方、
10,R11は、上述の如くであるが、より詳しくは、そ
れぞれ独立に、水素,炭素数1〜20のアルキル基(メ
チル基,エチル基,プロピル基,n−ブチル基,イソブ
チル基,アミル基,イソアミル基,オクチル基,2−エ
チルヘキシル基等),炭素数6〜20のアリール基(具
体的には、フェニル基,ナフチル基等)、炭素数7〜2
0のアリールアルキル基(具体的には、ベンジル基
等)、炭素数1〜20のアルコキシ基(具体的には、メ
トキシ基,エトキシ基,プロポキシ基,ブトキシ基,ア
ミルオキシ基,ヘキシルオキシ基,オクチルオキシ基,
2−エチルヘキシルオキシ基等)、炭素数6〜20のア
リールオキシ基(具体的には、フェノキシ基等)、さら
にはアミノ基や炭素数1〜20のチオアルコキシ基を示
す。
【0025】このような一般式(IX) で表わされる遷移
金属化合物の具体例としては、ビスシクロペンタジエニ
ルチタンジメチル;ビスシクロペンタジエニルチタンジ
エチル;ビスシクロペンタジエニルチタンジプロピル;
ビスシクロペンタジエニルチタンジブチル;ビス(メチ
ルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(ター
シャリーブチルシクロペンタジエニル)チタンジメチ
ル;ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)チ
タンジメチル;ビス(1,3−ジターシャリーブチルシ
クロペンタジエニル)チタンジメチル;ビス(1,2,
4−トリメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチ
ル;ビス(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタ
ジエニル)チタンジメチル;ビスシクロペンタジエニル
チタンジメチル;ビス(トリメチルシリルシクロペンタ
ジエニル)チタンジメチル;ビス(1,3−ジ(トリメ
チルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジメチル;
ビス(1,2,4−トリ((トリメチルシリル)シクロ
ペンタジエニル)チタンジメチル;ビスインデニルチタ
ンジメチル;ビスフルオレニルチタンジメチル;メチレ
ンビスシクロペンタジエニルチタンジメチル;エチリデ
ンビスシクロペンタジエニルチタンジメチル;メチレン
ビス(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエ
ニル)チタンジメチル;エチリデンビス(2,3,4,
5−テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメチ
ル;ジメチルシリルビス(2,3,4,5−テトラメチ
ルシクロペンタジエニル)チタンジメチル;メチレンビ
スインデニルチタンジメチル;エチリデンビスインデニ
ルチタンジメチル;ジメチルシリルビスインデニルチタ
ンジメチル;メチレンビスフルオレニルチタンジメチ
ル;エチリデンビスフルオレニルチタンジメチル;ジメ
チルシリルビスフルオレニルチタンジメチル;メチレン
(ターシャリーブチルシクロペンタジエニル)(シクロ
ペンタジエニル)チタンジメチル;メチレン(シクロペ
ンタジエニル)(インデニル)チタンジメチル;エチリ
デン(シクロペンタジエニル)(インデニル)チタンジ
メチル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(イ
ンデニル)チタンジメチル;メチレン(シクロペンタジ
エニル)(フルオレニル)チタンジメチル;エチリデン
(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジメ
チル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(フル
オレニル)チタンジメチル;メチレン(インデニル)
(フルオレニル)チタンジメチル;エチリデン(インデ
ニル)(フルオレニル)チタンジメチル;ジメチルシリ
ル(インデニル)(フルオレニル)チタンジメチル;ビ
スシクロペンタジエニルチタンジベンジル;ビス(ター
シャリーブチルシクロペンタジエニル)チタンジベンジ
ル;ビス(メチルシクロペンタジエニル)チタンジベン
ジル;ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)
チタンジベンジル;ビス(1,2,4−トリメチルシク
ロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビス(1,2,
3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
ベンジル;ビスペンタメチルシクロペンタジエニルチタ
ンジベンジル;ビス(トリメチルシリルシクロペンタジ
エニル)チタンジベンジル;ビス(1,3−ジ−(トリ
メチルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジベンジ
ル;ビス(1,2,4−トリ(トリメチルシリル)シク
ロペンタジエニル)チタンジベンジル;ビスインデニル
チタンジベンジル;ビスフルオレニルチタンジベンジ
ル;メチレンビスシクロペンタジエニルチタンジベンジ
ル;エチリデンビスシクロペンタジエニルチタンジベン
ジル;メチレンビス(2,3,4,5−テトラメチルシ
クロペンタジエニル)チタンジベンジル;エチリデンビ
ス(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)チタンジベンジル;ジメチルシリルビス(2,3,
4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
ベンジル;メチレンビスインデニルチタンジベンジル;
エチリデンビスインデニルチタンジベンジル;ジメチル
シリルビスインデニルチタンジベンジル;メチレンビス
フルオレニルチタンジベンジル;エチリデンビスフルオ
レニルチタンジベンジル;ジメチルシリルビスフルオレ
ニルチタンジベンジル;メチレン(シクロペンタジエニ
ル)(インデニル)チタンジベンジル;エチリデン(シ
クロペンタジエニル)(インデニル)チタンジベンジ
ル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(インデ
ニル)チタンジベンジル;メチレン(シクロペンタジエ
ニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;エチリデン
(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジベ
ンジル;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(フ
ルオレニル)チタンジベンジル;メチレン(インデニ
ル)(フルオレニル)チタンジベンジル;エチリデン
(インデニル)(フルオレニル)チタンジベンジル;ジ
メチルシリル(インデニル)(フルオレニル)チタンジ
ベンジル;ビスシクロペンタジエニルチタンジメトキサ
イド;ビスシクロペンタジエニルチタンジエトキシド;
ビスシクロペンタジエニルチタンジプロポキサイド;ビ
スシクロペンタジエニルチタンジブトキサイド;ビスシ
クロペンタジエニルチタンジフェノキサイド;ビス(メ
チルシクロペンタジエニル)チタンジメトキサイド;ビ
ス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
メトキサイド;ビス(1,2,4−トリメチルシクロペ
ンタジエニル)チタンジメトキサイド;ビス(1,2,
3,4−テイラメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
メトキサイド;ビスペンタメチルシクロペンタジエニル
チタンジメトキサイド;ビス(トリメチルシリルシクロ
ペンタジエニル)チタンジメトキサイド;ビス(1,3
−ジ(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)チタ
ンジメトキサイド;ビス(1,2,4−トリ(トリメチ
ルシリル)シクロペンタジエニル)チタンジメトキサイ
ド;ビスインデニルチタンジメトキサイド;ビスフルオ
レニルチタンジメトキサイド;メチレンビスシクロペン
タジエニルチタンジメトキサイド;エチリデンビスシク
ロペンタジエニルチタンジメトキサイド;メチレンビス
(2,3,4,5−テトラメチルシクロペンタジエニ
ル)チタンジメトキサイド;エチリデンビス(2,3,
4,5−テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジ
メトキサイド;ジメチルシリルビス(2,3,4,5−
テトラメチルシクロペンタジエニル)チタンジメトキサ
イド;メチレンビスインデニルチタンジメトキサイド;
メチレンビス(メチルインデニル)チタンジメトキサイ
ド;エチリデンビスインデニルチタンジメトキサイド;
ジメチルシリルビスインデニルチタンジメトキサイド;
メチレンビスフルオレニルチタンジメトキサイド;メチ
レンビス(メチルフルオレニル)チタンジメトキサイ
ド;エチリデンビスフルオレニルチタンジメトキサイ
ド;ジメチルシリルビスフルオレニルチタンジメトキサ
イド;メチレン(シクロペンタジエニル)(インデニ
ル)チタンジメトキサイド;エチリデン(シクロペンタ
ジエニル)(インデニル)チタンジメトキサイド;ジメ
チルシリル(シクロペンタジエニル)(インデニル)チ
タンジメトキサイド;メチレン(シクロペンタジエニ
ル)(フルオレニル)チタンジメトキサイド;エチリデ
ン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)チタンジ
メトキサイド;ジメチルシリル(シクロペンタジエニ
ル)(フルオレニル)チタンジメトキサイド;メチレン
(インデニル)(フルオレニル)チタンジメトキサイ
ド;エチリデン(インデニル)(フルオレニル)チタン
ジメトキサイド;ジメチルシリル(インデニル)(フル
オレニル)チタンジメトキサイド等が挙げられる。
【0026】また、ジルコニウム化合物としては、エチ
リデンビスシクロペンタジエニルジルコニウムジメトキ
サイド,ジメチルシリルビスシクロペンタジエニルジル
コニウムジメトキサイド等があり、更にハフニウム化合
物としては、エチリデンビスシクロペンタジエニルハフ
ニウムジメトキサイド,ジメチルシリルビスシクロペン
タジエニルハフニウムジメトキサイド等がある。これら
のなかでも特にチタン化合物が好ましい。更に、これら
の組み合わせの他、2,2’−チオビス(4−メチル−
6−t−ブチルフェニル)チタンジイソプロポキシド;
2,2’−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェ
ニル)チタンジメトキシド等の2座配位型錯体であって
もよい。
【0027】本発明の方法においては、触媒成分とし
て、上記(A),(B)成分の他に、さらに所望により
他の触媒成分、例えば有機アルミニウムなどを加えるこ
ともできる。この有機アルミニウムとしては、一般式
(X) R12 j Al(OR13x y X’z ・・・(X) 〔式中、R12及びR13はそれぞれ独立に炭素数1〜8、
好ましくは炭素数1〜4のアルキル基を示し、X’はハ
ロゲンを示し、jは0<j≦3、xは0≦x<3、yは
0≦y<3、zは0≦z<3であって、しかもj+x+
y+z=3である〕で表わされる有機アルミニウム化合
物があり、これを加えることにより、活性が更に向上す
る。前記の一般式(X) で表わされる有機アルミニウム
化合物としては、次のものを例示することができる。y
=z=0の場合に相当するものは、一般式 R12 j Al(OR13)3-j 〔式中、R12及びR13は前記と同じであり、jは好まし
くは1.5≦j≦3の数である〕で表わされる。x=y=
0の場合に相当するものは、一般式 R12 j AlX’3-j 〔式中、R12及びX' は前記と同じであり、jは好まし
くは0<j<3である〕で表わされる。x=z=0の場
合に相当するものは、一般式 R12 j AlH3-j 〔式中、R12は前記と同じであり、jは好ましくは2≦
j<3である〕で表わされる。y=0の場合に相当する
ものは、一般式 R12 j Al(OR13x X’z 〔式中、R12,R13及びX’は前記と同じであり、0<
j≦3、0≦x<3、0≦z<3で、j+x+z=3で
ある〕で表わされる。前記の一般式(X) で表わされる
有機アルミニウム化合物において、y=z=0で、j=
3の化合物は、例えばトリメチルアルミニウム,トリエ
チルアルミニウム,トリブチルアルミニウム等のトリア
ルキルアルミニウム又はこれらの組み合わせから選ばれ
る。y=z=0で、1.5≦j<3の場合は、ジエチルア
ルミニウムエトキシド,ジブチルアルミニウムブトキシ
ド等のジアルキルアルミニウムアルコキシド、エチルア
ルミニウムセスキエトキシド,ブチルアルミニウムセス
キブトキシド等のアルキルアルミニウムセスキアルコキ
シドの他に、R12 2.5 Al(OR13)0.5等で表わされる
平均組成を有する部分的にアルコキシ化されたアルキル
アルミニウムをあげることができる。x=y=0の場合
に相当する化合物の例は、ジエチルアルミニウムクロリ
ド,ジブチルアルミニウムクロリド,ジエチルアルミニ
ウムブロミド等のようなジアルキルアルミニウムハロゲ
ニド(j=2),エチルアルミニウムセスキクロリド,
ブチルアルミニウムセスキクロリド,エチルアルミニウ
ムセスキブロミドのようなアルキルアルミニウムセスキ
ハロゲニド(j=1.5),エチルアルミニウムジクロリ
ド,プロピルアルミニウムジクロリド,ブチルアルミニ
ウムジブロミド等のようなアルキルアルミニウムジハロ
ゲニド(j=1)等の部分的にハロゲン化されたアルキ
ルアルミニウムである。x=z=0の場合に相当する化
合物の例は、ジエチルアルミニウムヒドリド,ジブチル
アルミニウムヒドリド等のジアルキルアルミニウムヒド
リド(j=2),エチルアルミニウムジヒドリド,プロ
ピルアルミニウムジヒドリド等のアルキルアルミニウム
ジヒドリド(x=j)等の部分的に水素化されたアルキ
ルアルミニウムである。y=0の場合に相当する化合物
の例は、エチルアルミニウムエトキシクロリド、ブチル
アルミニウムブトキシクロリド,エチルアルミニウムエ
トキシブロミド(j=x=z=1)等の部分的にアルコ
キシ化及びハロゲン化されたアルキルアルミニウムであ
る。これらの中でも特に好適なものは、トリイソブチル
アルミニウム,トリイソブチルアルミニウムヒドリドで
ある。
【0028】本発明に用いる触媒は、前記の(A)及び
(B)成分を主成分とするものであり、前記の他さらに
所望により他の触媒成分を加えることもできる。この触
媒中の(A)成分及び(B)成分の配合割合は、各種の
条件により異なり、一義的には定められないが、通常は
(B)成分中の金属と(A)成分中の金属との比(モル
比)がアルミノキサンの場合、1:1〜1:106
好ましくは1:10〜1:104 、カチオンと複数の
基が金属に結合したアニオンからなる配位錯化物の場
合、0.1:1〜1:0.1であり、更に一般式(X) で表
わされる有機アルミニウムを加える場合、1:0.1〜
1:103 である。
【0029】スチレン系重合体を製造するには、前記の
(A)及び(B)成分を主成分とする触媒の存在下でス
チレン系単量体を重合(あるいは共重合)する。ここ
で、スチレン系単量体とは、スチレン及び/又はスチレ
ン誘導体を指称する。スチレン誘導体の具体例しては、
p−メチルスチレン;m−メチルスチレン;o−メチル
スチレン;2,4−ジメチルスチレン;2,5−ジメチ
ルスチレン;3,4−ジメチルスチレン;3,5−ジメ
チルスチレン;p−エチルスチレン;m−エチルスチレ
ン;p−tert−ブチルスチレンなどのアルキルスチ
レン、p−クロロスチレン;m−クロロスチレン;o−
クロロスチレン;p−ブロモスチレン;m−ブロモスチ
レン;o−ブロモスチレン;p−フルオロスチレン;m
−フルオロスチレン;o−フルオロスチレン;o−メチ
ル−p−フルオロスチレンなどのハロゲン化スチレン、
p−メトキシスチレン;m−メトキシスチレン;o−メ
トキシスチレン;p−エトキシスチレン;m−エトキシ
スチレン;o−エトキシスチレンなどのアルコキシスチ
レン、p−カルボキシメチルスチレン;m−カルボキシ
メチルスチレン;o−カルボキシメチルスチレンなどの
カルボキシエステルスチレン、p−ビニルベンジルプロ
ピルエーテルなどのアルキルエーテルスチレン等、ある
いはこれら二種以上混合したものがあげられる。
【0030】また、上記原料(スチレン系モノマー)
は、触媒の被毒物質である水分,酸素,フェニルアセチ
レンなどを充分に除去したものを使用する。そのために
は、例えば、原料モノマーを窒素でバブリングし、さら
に活性アルミナカラムを通液させたものをパラジウム水
添反応処理するなどの処理を行うことが好ましい。
【0031】本発明では、好ましくは上記原料モノマー
と触媒を、重合体が融着する温度以下、即ち120℃以
下の温度、一般には0〜100℃、好ましくは20〜8
0℃の温度で、多分散状態に保つに充分な剪断力を加え
ながら、実質的に固体多分散体となるように攪拌して重
合反応を行い、シンジオタクチック構造を有するスチレ
ン系重合体を生成する。また、得られるスチレン系重合
体の分子量を調節するには、水素の存在下で重合反応を
行うことが効果的である。
【0032】ここで、重合反応時の攪拌は、重合温度
下で、モノマー,オリゴマーおよびポリマーが液体状態
であるか、あるいは一部のポリマーがモノマー中で液体
にならずスラリー状になっている状態、または他の溶剤
を含んだ実質的に液体であるポリマーの低粘度状態での
攪拌から、重合の進行に伴い高粘度状態の剪断力を加
えながらの攪拌となり、最終的には実質的に全てが固
体多分散化し、固体多分散体の攪拌となる三段階の攪拌
状態が行われる。従って、高度のシンジオタクチック構
造を有するスチレン系重合体を連続的に製造するにあた
っては、上記各攪拌状態を適切な状態に保つことが望ま
しい。即ち、反応器内の系の大部分が上記の液体の状
態では未反応モノマーの量が多いため、反応器から排出
するポリマーに含まれるモノマーの量が増し、これの分
離,回収系の負担が増し、効率を低下させしまう。また
の高粘度状態では攪拌力が増大するとともに、甚だし
い場合には系内がゲル状態となり、巨大粒子の生成や反
応器,攪拌翼などへのポリマーの付着を生じ、運転の継
続が困難となる場合がある。また上記剪断力、特に高粘
度状態の剪断力は、反応生成物を固体多分散体にするの
に必要なものであり、重合体の重合度や結晶性により異
なる。なお、固体多分散体とは、粉末状あるいはフレー
ク状のような分散状態にあるものを意味するものであ
り、より望ましくは均一な粒径を有する粉末である。
【0033】本発明では、上記の如き充分な剪断力を与
える手段及び反応器の内壁や攪拌翼などへの重合体の付
着を防止する手段として、自己洗浄型反応器を用いる。
本発明で使用する自己洗浄型反応器とは、自己洗浄性を
有し、しかも混練機能を有する反応器(混練機)を指称
する。このような自己洗浄型反応器としては、従来既知
のものを使用することができる。具体的には、例えば米
国特許第3,195,865 号明細書や同第3,198,491 号明細書
等に記載されている自己洗浄型混練機が挙げられる。こ
の自己洗浄型混練機は、いわゆるパドルを平行な2軸に
取付けたものである。このパドルは、略おむすび型ある
いは凸レンズ型の突出部を有しており、この突出部で他
方のパドルの表面およびシリンダー内壁を掻き取りなが
ら同一方向に回転し、混練と自己洗浄とを同時に行う。
なお、混練物の送り出しは、スクリュー機構の導入や、
パドル全体をスクリュー構造とすることにより行うこと
ができる。さらに、自己洗浄型混練機としては、この他
に特公昭60−54974号公報,特開昭56−598
24号公報,特開昭60−239211号公報,特開昭
60−101108号公報等に記載されているものも同
様に使用することができる。なお、好ましいタイプとし
ては、混練機内にて粉末化が開始されてから終了するま
での領域(換言すれば原料供給口付近と吐出口付近を除
く領域) では、パドル上部に開放部がなく、かつシリン
ダー内壁,パドル表面の全ての処理材料と接する部分を
自己洗浄するものが望ましい。具体的なものとしては、
栗本鉄工所製の自己洗浄型KRCニーダーや、三菱重工
業製の自己洗浄型SCRリアクターに代表される同方向
噛合型2軸混練機等がある。また重合反応が行われるシ
リンダー内の温度を120℃程度まで制御することがで
きるようなジャケットを備えることが好ましい。
【0034】本発明で用いる自己洗浄型反応器におい
て、パドル相互間及びパドルとシリンダー内壁とのクリ
アランスは10mm以下、特に粒径の制御及び重合物の
付着防止の面から5mm以下とすることが望ましい。さ
らに加えるべき剪断力は、その指標として消費動力(P
〔kw〕) と反応器の内容積(V〔l(リットル)〕)
との関係で表わすとP/V≧0.005〔kw/l〕が好
ましく、特に0.01〜500の値とすることが最適であ
る。このときのパドルの回転数は、反応器の大きさなど
によって異なるが、通常は5〜500rpmとすること
が好ましい。
【0035】また、上述の如き構造の自己洗浄型反応器
のみで重合を完了させることもできるが、同様の構造の
自己洗浄型反応器を直列に配置して二段重合を行い、重
合効率を向上させることもできる。さらに、自己洗浄型
反応器の後段に通常の攪拌翼、例えばヘリカル翼などを
備えた槽型反応器を配列して行うこともできる。このよ
うに後段に通常の槽型反応器を配置する場合には、前段
の自己洗浄型反応器にて液体状態の攪拌から高粘度状態
の剪断力を加えながらの攪拌を終了させておき、後段の
槽型反応器においては、固体多分散体の攪拌のみを行う
ように各種条件を設定することが望ましい。特に望まし
い攪拌条件としては、自己洗浄型反応器内を大部分が固
体多分散体であるようにして、連続的に重合を進めるこ
とが望ましい。このような反応器内の状態は、反応器に
供給するモノマー及び/又は触媒の量と、反応器から排
出する生成ポリマーの量とを制御して、反応器内の生成
ポリマーの割合を、モノマーとポリマーとの合計量の1
0重量%以上、好ましくは25重量%以上、さらに好ま
しくは40〜80重量%の範囲とすることにより得るこ
とができる。また、排出されるポリマーの転化率が10
%未満の場合、パウダーの付着性が強いために排出管の
閉塞や下流の設備へのポリマーの付着の原因となり、9
5%を超えるとパウダーの摩擦が大きくなり、攪拌動力
の急激な増加を引き起こす。
【0036】このようにして得られるスチレン系重合体
は、高度のシンジオタクチック構造を有するものであ
る。ここで、スチレン系重合体における高度のシンジオ
タクチック構造とは、立体化学構造が高度のシンジオタ
クチック構造、即ち炭素−炭素結合から形成される主鎖
に対して側鎖であるフェニル基や置換フェニル基が交互
に反対方向に位置する立体構造を有することを意味し、
そのタクティシティーは同位体炭素による核磁気共鳴法
13C−NMR法)により定量される。13C−NMR法
により測定されるタクティシティーは、連続する複数個
の構成単位の存在割合、例えば2個の場合はダイアッ
ド,3個の場合はトリアッド,5個の場合はペンタッド
によって示すことができるが、本発明に言う「高度のシ
ンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体」と
は、通常はラセミダイアッドで75%以上、好ましくは
85%以上、若しくはラセミペンタッドで30%以上、
好ましくは50%以上のシンジオタクティシティーを有
するポリスチレン,ポリ(アルキルスチレン),ポリ
(ハロゲン化スチレン),ポリ(アルコキシスチレ
ン),ポリ(ビニル安息香酸エステル)及びこれらの混
合物、あるいはこれらを主成分とする共重合体を意味す
る。なお、ここでポリ(アルキルスチレン)としては、
ポリ(メチルスチレン),ポリ(エチルスチレン),ポ
リ(イソプロピルスチレン),ポリ(ターシャリーブチ
ルスチレン)等があり、ポリ(ハロゲン化スチレン)と
しては、ポリ(クロロスチレン),ポリ(ブロモスチレ
ン),ポリ(フルオロスチレン)等がある。また、ポリ
(アルコキシスチレン)としては、ポリ(メトキシスチ
レン),ポリ(エトキシスチレン)等がある。これらの
うち特に好ましいスチレン系重合体としては、ポリスチ
レン,ポリ(p−メチルスチレン),ポリ(m−メチル
スチレン),ポリ(p−ターシャリーブチルスチレ
ン),ポリ(p−クロロスチレン),ポリ(m−クロロ
スチレン),ポリ(p−フルオロスチレン) 、さらには
スチレンとp−メチルスチレンとの共重合体をあげるこ
とができる。
【0037】そして、本発明の方法では、図1に示すよ
うに、前記構造の自己洗浄型反応器を軸方向に複数(n
個)の部分に分割し、各分割部分F1,F2,F3,F
nのそれぞれに、冷却水が流通するジャケットJ1,J
2,J3,Jnと、原料モノマーを供給するモノマーノ
ズルM1,M2,M3,Mnと、触媒を供給する触媒ノ
ズルC1,C2,C3,Cnと、反応器内の温度を測定
するための測温手段、例えば熱電対T1,T2,T3,
Tnとを設け、原料モノマー及び触媒を分割供給できる
ように形成したものを用いる。
【0038】上記分割数は、理論的には多ければ多いほ
どよいが、設備や運転の問題などから、2〜5分割程度
が適当である。また、各分割部分F1,F2,F3,F
nへの原料モノマー及び触媒の分割供給量は、原料モノ
マーの供給温度,反応器内の設定温度,触媒の種類など
によりそれぞれ最適値が存在するが、原料モノマーと触
媒を共に分割供給する場合は、各部分に均等に分割する
程度で充分に効果を発揮する。また、原料モノマーは1
番目の分割部分F1にモノマーノズルM1から常温で一
括供給し、触媒のみを分割して供給する場合は、最初の
触媒ノズルC1からの供給量を総供給量の50〜95%
とし、残りの量を均等に分割して供給すればよい。な
お、この場合、後段のモノマーノズルは設ける必要はな
い。このように原料モノマーと触媒、もしくは触媒を分
割供給することにより、両者を一括供給したときの反応
器内温度とジャケット温度との差の最小値と最大値との
比が1:2以上あったのに対し、3〜5分割した場合の
温度差の最小値と最大値との比は1:1.5以下となり、
反応器内温度を容易に均一に保つことができ、これによ
って、一括供給時に比べて原料モノマー及び触媒の供給
量を増加させることができ、生産性を大幅に向上させる
ことができる。
【0039】また、重合を開始するに際しては、予め反
応器内に乾燥窒素ガスを導入して充分にパージを行い、
水分などの触媒毒を除去しておくことが好ましい。さら
に、反応器内を所定の温度にコントロールするために、
前記のように反応器内に適当数の熱電対のような測温手
段を設けておき、検出温度に応じて各ジャケットに供給
する冷却水の温度を制御する制御手段を設けておくこと
が望ましい。
【0040】
【実施例】次に、本発明の実施例及び比較例を説明す
る。 実施例1 自己洗浄機能を有する横型二軸反応器(栗本鉄工所
(株)製 S4−KRCニーダ 内径D=100,軸長
L/D=7.2,有効容積6.3リットル,ジャケットは軸
方向に3分割)を清掃した後、その胴体を80℃まで昇
温し、容器内を10リットル/分の窒素ガスで3時間パ
ージした。その後、反応器の攪拌パドルを毎分50回転
で回転させ、内部のパドルが70℃以上になった時点
で、予め窒素バブリング,活性アルミナカラム通液によ
る脱酸素,脱水処理を行い、パラジウム触媒カラム通液
時に水添処理を行ったスチレンモノマーを常温で総量7
リットル/時、触媒としてメチルアルミノキサン,トリ
イソブチルアルミニウム,ペンタメチルシクロペンタジ
エニルチタントリメトキシドを、それぞれ総量で66ミ
リモル/時,66ミリモル/時,0.66ミリモル/時
で、触媒,スチレンモノマーの順序で、反応器を軸方向
に3等分してそれぞれに設けた供給口側端部のスチレン
モノマー及び触媒の供給ノズルから1/3の供給量、即
ち、スチレンモノマーを2.3リットル/時,メチルアル
ミノキサン,トリイソブチルアルミニウム,ペンタメチ
ルシクロペンタジエニルチタントリメトキシドをそれぞ
れ22ミリモル/時,22ミリモル/時,0.22ミリモ
ル/時で3か所から投入した。また、パドルの温度は、
反応器を軸方向に3等分したそれぞれの中央となる位置
のパドル表面近くに、パドル軸内を通して熱電対を挿入
配置し、3点の測定を行った。 スチレンモノマー,触
媒の投入当初は、上記熱電対により測定される反応器内
温度は一時的に低下するが、反応が始まると上昇してく
る。反応器内温度が75℃になった時点で、反応器内を
75℃に保持するようにジャケットと反応器内温度との
カスケード運転を行った。なお、ジャケットの冷却媒体
としては、冷却水とスチームの混合水を用いた。1時間
30分後に定常状態となり、反応器内温度は全て75±
3℃にコントロールされ、連続的にポリマーパウダーが
排出された。このとき、ジャケット温度は、供給側から
それぞれ45℃,48℃,48℃であった。得られた重
合体の物性は次の通りであった。 ポリマーパウダーの嵩密度:0.40g/cc 転化率 :41% シンジオタクティシティ :98.2% ポリマーの重量平均分子量:60.9万
【0041】実施例2 実施例1の運転後、生産量を上げるべく、それぞれのノ
ズルからの供給量を、スチレンモノマーを4.7リットル
/時,メチルアルミノキサン,トリイソブチルアルミニ
ウム,ペンタメチルシクロペンタジエニルチタントリメ
トキシドをそれぞれ50ミリモル/時,50ミリモル/
時,0.5ミリモル/時に増加した。このときも、反応器
内温度が75±3℃になるようにジャケット温度をコン
トロールした。定常状態となったときのジャケット温度
は、供給側からそれぞれ36℃,37℃,37℃であっ
た。得られた重合体の物性は次の通りであった。 ポリマーパウダーの嵩密度:0.43g/cc 転化率 :42% シンジオタクティシティ :98.3% ポリマーの重量平均分子量:57.5万
【0042】実施例3 実施例1で用いた反応器の3か所のスチレンモノマー及
び触媒の供給ノズルにおいて、スチレンモノマーは1番
目の供給ノズルから総量7リットル/時を一括投入する
とともに、触媒は1番目の供給ノズルから触媒総量の0.
6倍,2番目の供給ノズルには0.2倍,3番目の供給ノ
ズルにも0.2倍の触媒量をそれぞれ供給した。反応器内
温度を同様に75±3℃にコントロールした結果、定常
状態となったときのジャケット温度は、供給側からそれ
ぞれ44℃,43℃,45℃であった。得られた重合体
の物性は次の通りであった。 ポリマーパウダーの嵩密度:0.46g/cc 転化率 :46% シンジオタクティシティ :98.3% ポリマーの重量平均分子量:57.9万
【0043】実施例4 実施例3の運転後、生産量を上げるべく、それぞれの供
給量を2倍にした。このときも、反応器内温度を同様に
75±3℃にコントロールした結果、定常状態となった
ときのジャケット温度は、供給側からそれぞれ32℃,
29℃,31℃であった。得られた重合体の物性は次の
通りであった。 ポリマーパウダーの嵩密度:0.45g/cc 転化率 :48% シンジオタクティシティ :98.3% ポリマーの重量平均分子量:61.2万
【0044】参考例 スチレンモノマー及び触媒を、1番目の供給ノズルから
一括供給した以外は、実施例1と同様の操作を行った。
1時間30分後に定常状態となり、反応器内温度は全て
75±3℃にコントロールされ、連続的にポリマーパウ
ダーが排出された。このとき、ジャケット温度は、供給
側からそれぞれ31℃,53℃,55℃であった。得ら
れた重合体の物性は次の通りであった。 ポリマーパウダーの嵩密度:0.42g/cc 転化率 :43% シンジオタクティシティ :98.4% ポリマーの重量平均分子量:58.3万
【0045】比較例 参考例の運転後、生産量を上げるべく、スチレンモノマ
ーの供給量を14リットル/時とし、排出されるポリマ
ーパウダーの転化率が約45%になるように触媒供給量
を増加させたところ、供給側1番目のジャケットの冷却
水温度が下限温度である25℃に達し、この部分の反応
器内温度を75℃にコントロールすることができなくな
り、101℃まで上昇した。このときの触媒量はメチル
アルミノキサンが190ミリモル/時,トリイソブチル
アルミニウムが190ミリモル/時,ペンタメチルシク
ロペンタジエニルチタントリメトキシドが1.9ミリモル
/時であった。また、ジャケット温度は供給側からそれ
ぞれ25℃,46℃,52℃であり、反応器内温度は供
給側からそれぞれ101℃,78℃,75℃であった。
このとき得られた重合体の物性は次の通りであった。 ポリマーパウダーの嵩密度:0.40g/cc 転化率 :44% シンジオタクティシティ :97.5% ポリマーの重量平均分子量:27.1万 このように、スチレンモノマー及び触媒を一括して供給
した場合、生産量を上げるべく供給量を増加させると、
反応器内を冷却するためのジャケット冷却水の温度が下
限に達し、反応器内温度を設定値にコントロールするこ
とができなくなった。このため、生産量増大を行った場
合は、反応器内温度が設定値より上がり、通常運転時と
同等の物性を得ることができず、また、温度上昇に伴い
触媒の活性も低下した。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、粉体状ポリマーを得る
のに有効な自己洗浄型反応器で反応速度変化の大きな触
媒系を用いた連続重合において、反応器内の温度を容易
に所定の温度にコントロールすることができ、スチレン
系重合体の生産性を著しく向上することができる。した
がって、本発明は高度のシンジオタクチック構造のスチ
レン系重合体を高純度でしかも効率よく製造する方法と
して、工業的価値が極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための自己洗浄型反応器
の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
C1,C2,C3,Cn 触媒ノズル F1,F2,F3,Fn 分割部分 J1,J2,J3,Jn ジャケット M1,M2,M3,Mn モノマーノズル T1,T2,T3,Tn 熱電対

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自己洗浄型横型反応器内にスチレン系原
    料モノマー及び触媒を連続的に供給して重合させ、高度
    のシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体を
    連続的に製造する方法において、前記反応器内に、前記
    触媒、もしくは触媒及び原料モノマーを、反応器軸方向
    に分割して供給することを特徴とするスチレン系重合体
    の製造方法。
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