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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Propylen-Homopolymer, ein Propylen-Copolymer und ein Propylen-Elastomer, die alle eine hohe Triaden-Taktizität der Kette von Propylen-Einheiten und eine geringe Menge an umgekehrt eingefügten Propylen-Einheiten aufweisen.
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Propylen-Polymere wurden für verschiedene Zwecke, wie Industrieteile, Behälter, Folien und Vliesstoffe angewandt, auf Grund ihrer ausgezeichneten Steifigkeit, Oberflächenhärte, Wärmebeständigkeit, ihres Glanzes und ihrer Transparenz.
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Das übliche Propylen-Homopolymer ist für jedoch für einige Zwecke nicht immer zufriedenstellend n der Transparenz, Schlagfestigkeit usw. und daher ist die Entwicklung eines Propylen-Copolymers mit ausgezeichneter Steifigkeit, Wärmebeständigkeit, Oberflächenhärte, Glanz, Transparenz und Schlagfestigkeit erwünscht.
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Darüber hinaus variieren die physikalischen Eigenschaften der Copolymere von Propylen und einem anderen α-Olefin als Propylen, abhängig von deren Zusammensetzung, und daher sind die Copolymere allgemein voneinander unterscheidbar, wobei der Gehalt an dem Monomer, das von dem anderen α-Olefin als Propylen stammt, auf 5 mol% begrenzt ist.
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Propylen-Copolymere, die Monomer-Einheiten, die von anderen α-Olefin als Propylen abgeleitet sind, in einer Menge von weniger als 5 mol% enthalten, wurden für verschiedene Zwecke angewandt, wie als Behälter und Verpackungsmaterialien (z. B. Folien) auf Grund ihrer ausgezeichneter Steifigkeit, Oberflächenhärte, Wärmebeständigkeit, Glanz, Transparenz und Heißversiegelungs-Eigenschaften. Wenn das Copolymer als Folie verwendet wird, ist die erhaltene Folie jedoch nicht immer zufriedenstellend in der Transparenz, den Heißversiegelungs-Eigenschaften, den Antiblockbildungs-Eigenschaften, Antiausblut-Eigenschaften und der Schlagfestigkeit. Daher ist ein Propylen-Copolymer erwünscht, das in Transparenz, Steifigkeit, Oberflächenhärte, Wärmebeständigkeit und Heißversiegelungs-Eigenschaften weiter verbessert ist, und das ausgezeichnete Antiblockbildungs-Eigenschaften, Antiausblut-Eigenschaften und Schlagfestigkeit aufweist.
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Im Gegensatz dazu wurden Propylen-Copolymere, die Monomer-Einheiten, die von anderem α-Olefin als Propylen abgeleitet sind, in einer Menge von mehr als 5 mol% enthalten, für verschiedene Zwecke wie Folien, Heißsiegel-Schichten von laminierten Folien und Modifiziermittel zur Verbesserung der Schlagfestigkeit und Anti-Heißversiegel-Eigenschaften von thermoplastischen Harzen angewandt auf Grund ihrer ausgezeichneten Transparenz, Heißsiegel-Eigenschaft bei niedriger Temperatur, Umwelt-Alterungs-Eigenschaften und Stoßaufnahmefähigkeit. Das übliche Propylen-Copolymer ist jedoch für einige Zwecke nicht immer zufriedenstellend in der Transparenz, den Heißversiegelungs-Eigenschaft bei niedriger Temperatur, den Antiblockbildungs-Eigenschaften, der Antiausblut-Festigkeit und Schlagfestigkeit usw. und die Modifiziermittel daraus sind nicht immer zufriedenstellend in ihrer Wirkung zur Verbesserung der Heißversiegelungs-Eigenschaft bei niedriger Temperatur und der Schlagfestigkeit. Daher besteht Bedarf an einem Propylen-Copolymer das weiter verbessert ist bezüglich der Transparenz, den Umwelt-Alterungs-Eigenschaften und Schlagfestigkeit und das ausgezeichnet ist in seiner Wirkung zur Verbesserung der Heißversiegelungs-Eigenschaft bei niedriger Temperatur und der Schlagfestigkeit.
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Im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände wurde im Rahmen der Erfindung weiter geforscht und als Ergebnis hat es sich gezeigt, daß ein statistisches Propylen/Ethylen-Copolymer, das eine kleine Menge an Ethylen-Einheiten enthält, ausgezeichnet ist in Transparenz, Steifigkeit, Oberflächenhärte, Wärmebeständigkeit und daher geeignet ist für Folien, Behälter usw.
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Bisher sind einige Verfahren zur Herstellung des statistischen Ethylen/Propylen-Copolymers, das eine kleine Menge Ethylen-Einheiten enthält, bekannt, wie ein Verfahren unter Anwendung eines Titan-Katalysatorsystems, umfassend eine Titanverbindung und eine Organoaluminiumverbindung, und ein Verfahren unter Anwendung eines Metallocen-Katalysatorsystems, umfassend eine Metallocenverbindung (z. B. Zirkonocen und Hafnocen) und ein Alkylaluminoxan oder eine ionische Verbindung.
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Das statistische Propylen/Ethylen-Copolymer, das unter Verwendung eines Titan-Katalysatorsystems erhalten worden ist, ist für einige Zwecke jedoch nicht immer zufriedenstellend in den Heißversiegelungs-Eigenschaften und auch unbefriedigend in den Anti-Blockbildungs-Eigenschaften, Ausblut-Eigenschaften und der Schlagfestigkeit. Die
EP-A-0 115 940 betrifft ein solches Propylen-Copolymer, das 0,1 bis 2,0 mol% Ethylen, bezogen auf die Gesamtmenge an Ethylen und Propylen, enthält. Es ist angeben, daß das Copolymer der
EP-A-0 115 940 einen Isotaxiewert (Iso) in dem Bereich hat, der durch die folgende Formel (1) oder (2) angegeben ist
(i) wenn 0,1 ≤ Ec ≤ 0,3 ist, ist
Iso ≥ –5Ec + 96,3 (%) (1) und (ii) wenn 0,3 < Ec ≤ 2,0 ist, ist
Iso ≥ –0,67Ec + 95,0 (%) (2) wobei Ec den numerischen Wert des Ethylengehalts in mol% angibt.
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Andererseits ist das statistische Propylen/Ethylen-Copolymer, das unter Verwendung eines Metallocen-Katalysatorsystems erhalten worden ist, nicht immer zufriedenstellend in der Steifigkeit, Oberflächenhärte und Wärmebeständigkeit. Daher ist die Entwicklung eines statistischen Propylen/Ethylen-Copolymers erforderlich, das die Vorteile von beiden aufweist und das in den Eigenschaften sehr ausgewogen ist.
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Im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände wurde im Rahmen der Erfindung weiter geforscht und als Ergebnis hat es sich gezeigt, daß ein Propylen-Copolymer, das eine spezielle Menge an Ethylen-Einheiten enthält, eine hohe Triaden-Taktizität, gemessen durch 13C-NMR, der Propylenkette, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, einen speziellen Anteil an umgekehrt eingefügten Propylen-Einheiten und eine spezielle Grundviskosität hat, ausgezeichnet ist in Transparenz, Steifigkeit, Oberflächenhärte, Heißversiegelungs-Eigenschaften, Antiblockbildungs-Eigenschaften, Antiausblut-Eigenschaften und der Schlagfestigkeit.
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Ferner ist das Propylen-Elastomer ausgezeichnet in der Stoßabsorptiosfähigkeit, Wärmebeständigkeit und Heißversiegelungs-Eigenschaften, es wird allein für Folien verwendet und auch als Modifiziermittel für thermoplastisches Harz.
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Wenn das übliche Propylen-Elastomer allein für Folien verwendet wird, sind die erhaltenen Folien jedoch nicht immer zufriedenstellend in den Heißversiegelungs-Eigenschaften, Antiblockbildungs-Eigenschaften und der Wärmebeständigkeit. Wenn das Elastomer als Modifiziermittel verwendet wird, ist die Wirkung zur Verbesserung der Schlagfestigkeit nicht immer zufriedenstellend. Daher ist die Entwicklung eines Propylen-Elastomers mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit und das wirksam ist zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit, Transparenz, den Heißversiegelungs-Eigenschaften, Antiblockbildungs-Eigenschaften und der Schlagfestigkeit, erforderlich.
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Im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände wurde im Rahmen der Erfindung weiter geforscht und als Ergebnis hat es sich gezeigt, daß ein Propylen-Elastomer, das eine spezielle Menge an Ethylen-Einheiten enthält, eine hohe Triaden-Taktizität, gemessen durch 13C-NMR, der Propylenkette, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, einen speziellen Anteil an umgekehrt eingefügten Propylen-Einheiten und eine spezielle Grundviskosität hat, ausgezeichnet ist in den oben angegebenen Eigenschaften, und so wurde die Erfindung entwickelt.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Propylen-Copolymer zu entwickeln, das ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Transparenz aufweist, sowie ein Propylen-Elastomer, das ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Transparenz aufweist.
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Das Propylen-Copolymer nach der Erfindung hat solche Eigenschaften, daß:
- (i) das Copolymer Propylen-Einheiten in einer Menge von 95 bis 99,5 mol% und Ethylen-Einheiten in einer Menge von 0,5 bis 5 mol% enthält;
- (ii) die Triaden-Taktizität der Kette von Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, gemessen durch 13C-NMR, nicht weniger als 95,0% beträgt;
- (iii) der Anteil an umgekehrt eingefügten Propylen-Einheiten, bezogen auf 2,1-Einfügung eines Propylen-Monomers bei allen Propylen-Einfügungen, gemessen durch 13C-NMR, 0,05 bis 0,5% beträgt, und
- (iv) die Grundviskosität, gemessen in Decahydronaphthalin bei 135°C, im Bereich von 0,1 bis 12 dl/g liegt.
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Das erfindungsgemäße Propylen-Copolymer ist ausgezeichnet in der Steifigkeit, Oberflächenhärte, Wärmebeständigkeit, Transparenz, Heißversiegelungs-Eigenschaften, Antiblockbildungs-Eigenschaften, und Antiausblut-Eigenschaften.
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Das Propylen-Elastomer nach der Erfindung hat solche Eigenschaften, daß:
- (i) das Elastomer Propylen-Einheiten in einer Menge von 50 bis 95 mol% und Ethylen-Einheiten in einer Menge von 5 bis 50 mol% enthält;
- (ii) die Triaden-Taktizität der Kette von Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, gemessen durch 13C-NMR, nicht weniger als 90,0% beträgt;
- (iii) der Anteil an umgekehrt eingefügten Propylen-Einheiten, bezogen auf 2,1-Einfügung eines Propylen-Monomers bei allen Propylen-Einfügungen, gemessen durch 13C-NMR, 0,05 bis 0,5% beträgt, und
- (iv) die Grundviskosität, gemessen in Decahydronaphthalin bei 135°C, im Bereich von 0,1 bis 12 dl/g liegt.
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Das erfindungsgemäße Propylen-Elastomer ist ausgezeichnet in der Wärmebeständigkeit, Stoßabsorptiosfähigkeit, Transparenz, den Heißversiegelungs-Eigenschaften und Antiblockbildungs-Eigenschaften.
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Das Propylen-Copolymer und das Propylen-Elastomer nach der Erfindung werden im folgenden im Detail beschrieben.
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Das Propylen-Copolymer nach der vorliegenden Erfindung enthält Propylen-Einheiten in einer Menge von 95 bis 99,5 mol%, vorzugsweise 95 bis 99 mol%, insbesondere 95 bis 98 mol%, und Ethylen-Einheiten in einer Menge von 0,5 bis 5 mol%, vorzugsweise 1 bis 5 mol%, insbesondere 2 bis 5 mol%.
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Das Propylen-Copolymer kann Einheiten, die von anderen α-Olefinen als Propylen und Ethylen abgeleitet sind, in einer Menge von nicht mehr als 5 mol% enthalten.
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Das Propylen-Copolymer nach der vorliegenden Erfindung hat eine Triaden-Taktizität von nicht weniger als 95,0%; vorzugsweise nicht weniger als 96,0%, insbesondere nicht weniger als 97,0%. Es ist auch erwünscht, daß der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer im Bereich von 0,05 bis 0,5%, vorzugsweise 0,05 bis 0,4%, insbesondere 0,05 bis 0,3%, liegt und die Grundviskosität [η], gemessen in Decahydronaphthalin bei 135°C, im Bereich von 0,1 bis 12 dl/g, vorzugsweise 0,5 bis 12 dl/g, insbesondere 1 bis 12 dl/g, liegt.
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Bei dem Propylen-Copolymer nach der Erfindung ist der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer günstigerweise nicht größer als 0,05%.
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Das Propylen-Copolymer nach der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden durch Copolymerisieren von Ethylen und Propylen in Gegenwart eines Olefin-Polymerisations-Katalysators, umfassend
- (A) eine Übergangsmetallverbindung, angegeben durch die folgende Formel (Ia):
- (B) mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
(B-1) einer Organoaluminiumoxy-Verbindung und
(B-2) einer Verbindung, die mit der Übergangsmetallverbindung unter Bildung eines Ionenpaars reagiert, und gegebenenfalls
- (C) einer Organoaluminiumverbindung.
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Die Übergangsmetallverbindung, die bei der Herstellung des dritten Propylen-Copolymers nach der Erfindung verwendet wird, ist eine Übergangsmetallverbindung, angegeben durch die folgende Formel (Ia)
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Bei der Formel (Ia) ist M ein Übergangsmetall der Gruppe IVa, der Gruppe Va oder der Gruppe Via des Periodensystems. Beispiele für die Übergangsmetalle umfassen Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und Wolfram. Von diesen sind Titan, Zirkonium und Hafnium bevorzugt und Zirkonium ist besonders bevorzugt.
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Ra ist ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine halogenierte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine siliciumhaltige Gruppe, eine sauerstoffhaltige Gruppe, eine schwefelhaltige Gruppe, eine stickstoffhaltige Gruppe oder eine phosphorhaltige Gruppe.
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Beispiele für die Halogenatome umfassen Fluor, Chlor Brom und Iod.
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Beispiele für die Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen umfassen eine Alkylgruppe wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Hexyl, Cyclohexyl, Octyl, Nony, Dodecyl, Icosyl, Norbornyl und Adamantyl; eine Alkenylgruppe wie Vinyl, Propenyl und Cyclohexenyl; Arylalkylgruppe wie Benzyl, Phenylethyl und Phenylpropyl; und eine Arylgruppe wie Phenyl, Tolyl, Dimethylphenyl, Trimethylphenyl, Ethylphenyl, Propylphenyl, Biphenyl, Naphthyl, Methylnaphthyl, Anthracenyl und Phenylanthryl.
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Beispiele für die halogenierte Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen umfassen die halogenierten Gruppen der oben erwähnten Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen.
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Beispiele für die siliciumhaltigen Verbindungen umfassen mono-Kohlenwasserstoff-substituiertes Silyl wie Methylsilyl und Phenylsilyl, di-Kohlenwasserstoff-substituiertes Silyl wie Dimethylsilyl und Diphenylsilyl, tri-Kohlenwasserstoff-substituiertes Silyl wie Trimethylsilyl, Triethylsilyl, Tripropylsilyl, Tricyclohexylsilyl, Triphenylsilyl, Dimethylphenylsilyl, Methyldiphenylsilyl, Tritolylsilyl und Trinaphthylsilyl; Silylether von Kohlenwasserstoff-substituiertem Silyl wie Trimethylsilyl-ether, Silicium-substituierte Alkylgruppen wie Trimethylsilylmethyl; und Silicium-substituierte Arylgruppen wie Trimethylsilylphenyl.
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Beispiele für die sauerstoffhaltigen Gruppen umfassen eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe wie Methoxy, Ethoxy, Propoxy und Butoxy, eine Aryloxygruppe wie Phenoxy, Methylphenoxy, Dimethylphenoxy und Naphthoxy und eine Arylalkyloxygruppe wie Phenylmethoxy und Phenylethoxy.
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Beispiele für die schwefelhaltigen Gruppen umfassen Gruppen, die erhalten worden sind durch Ersatz des Sauerstoffs durch Schwefel bei den oben erwähnten sauerstoffhaltigen Gruppen.
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Beispiele für die stickstoffhaltigen Gruppen umfassen eine Aminogruppe, eine Alkylaminogruppe, wie Methylamino, Dimethylamino, Diethylamino, Dipropylamino, Dibutylamino und Dicyclohexylamino; eine Arylaminogruppe wie Phenylamino, Diphenylamino, Ditolylamino, Dinaphthylamino und Methylphenylamino und eine Alkylarylaminogruppe.
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Beispiele für die phosphorhaltigen Gruppen umfassen eine Phosphinogruppe wie Dimethylphosphino und Diphenylphosphino.
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Von diesen ist Ra vorzugsweise eine Kohlenwasserstoffgruppe, insbesondere eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Methyl, Ethyl, Propyl und Butyl.
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Rb ist eine Arylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen. Beispiele für die Arylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen umfassen Phenyl, α-Naphthyl, β-Naphthyl, Anthracenyl, Phenanthryl, Pyrenyl, Acenaphthyl, Phenalenyl, Aceanthrenyl, Tetrahydronaphthyl, Indanyl und Biphenyl. Von diesen sind Phenyl, Naphthyl, Anthracenyl und Phenanthryl bevorzugt.
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Diese Arylgruppen können substituiert sein durch ein Halogenatom wie Fluor, Chlor, Brom und Iod;
eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, z. B. eine Alkylgruppe wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Hexyl, Cyclohexyl, Octyl, Nonyl, Dodecyl, Icosyl, Norbornyl und Adamantyl; eine Alkenylgruppe wie Vinyl, Propenyl und Cyclohexenyl; Arylalkylgruppe wie Benzyl, Phenylethyl und Phenylpropyl; und eine Arylgruppe wie Phenyl, Tolyl, Dimethylphenyl, Trimethylphenyl, Ethylphenyl, Propylphenyl, Biphenyl, Naphthyl, Methylnaphthyl, Anthracenyl und Phenylanthryl oder
eine Organosilylgruppe wie Trimethylsilyl, Triethylsilyl und Triphenylsilyl.
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Die Arylgruppen können substituiert sein durch ein Halogenatom, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine halogenierte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie oben für Ra erwähnt.
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X1 und X2 sind jeweils ein ist ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine halogenierte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine sauerstoffhaltige Gruppe oder eine schwefelhaltige Gruppe. Beispiele für diese Atome und Gruppen umfassen die Halogenatome und die Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen wie oben angegeben. Beispiele für die halogenierten Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen umfassen die halogenierten Gruppen der oben angegebenen Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen umfassen
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Beispiele für die sauerstoffhaltigen Gruppen umfassen eine Hydroxygruppe, eine Alkoxygruppe wie Methoxy, Ethoxy Propoxy und Butoxy; eine Aryloxygruppe wie Phenoxy, Methylphenoxy, Dimethylphenoxy und Naphthoxy und eine Arylalkyloxygruppe wie Phenylmethoxy und Phenylethoxy.
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Beispiele für die schwefelhaltigen Gruppen umfassen Gruppen, die erhalten worden sind durch Ersatz des Sauerstoffs durch Schwefel bei den oben erwähnten sauerstoffhaltigen Gruppen. Als schwefelhaltige Gruppe können auch erwähnt werden eine Sulfonatgruppe wie Methylsulfonat, Trifluormethansulfonat, Phenylsulfonat, Benzylsulfonat, p-Toluolylsulfonat, Trimethylbenzolsulfonat, Triisobutylbenzolsulfonat, p-Chlorbenzolsulfonat und Pentafluorbenzolsulfonat und eine Sulfinatgruppe wie Methylsulfinat, Phenylsulfinat, Benzolsulfinat, p-Toluolsulfinat, Trimethylbenzolsulfinat und Pentafluorbenzolsulfinat.
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V1 ist eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine zweiwertige halogenierte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine zweiwertige siliciumhaltige Gruppe, eine zweiwertige germaniumhaltige Gruppe, eine zweiwertige zinnhaltige Gruppe, -O-, -CO-, -S-, -SO-, -SO2-, -NR3-, -P(R3)-, -P(O)(R3)-, BR3 oder -AlR3- (R3 ist ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine halogenierte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen).
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Beispiele für die zweiwertigen Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen umfassen eine Alkylengruppe wie Methylen, Dimethylmethylen, 1,2-Ethylen, Dimethyl-1,2-ethylen, 1,3-Trimethylen, 1,4-Tetramethylen; eine Cycloalkylengruppe wie 1,2-Cyclohexylen und 1,4-Cyclohexylen und eine Arylalkylengruppe wie Diphenylmethylen und Diphenyl-1,2,ethylen.
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Beispiele für die halogenierten Kohlenwasserstoffgruppen umfassen Gruppen, die erhalten worden sind durch Halogenieren der oben erwähnten Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen wie Chlormethylen.
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Beispiele für die zweiwertigen siliciumhaltigen Gruppen umfassen eine Alkylsilylengruppe und eine Arylsilylengruppe wie Methylsilylen, Dimethylsilylen, Diethylsilylen, Di(n-propyl)silylen, Di(i-propyl)silylen, Di(cyclohexyl)silylen, Methylphenylsilylen, Diphenylsilylen, Di(p-tolyl)silylen und Di(p-chlorphenyl)silylen und eine Alkyldisilylgruppe, eine Alkylaryldisilylgruppe und eine Aryldisilylgruppe wie Tetramethyl-1,2-disilyl und Tetraphenyl-1,2-disilyl.
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Beispiele für die zweiwertigen germaniumhaltigen Gruppen umfassen Gruppen, die erhalten worden sind durch Ersatz des Siliciums in den oben erwähnten zweiwertigen siliciumhaltigen Gruppen durch Germanium.
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Beispiele für die zweiwertigen zinnhaltigen Gruppen umfassen Gruppen, die erhalten worden sind durch Ersatz des Siliciums in den oben erwähnten zweiwertigen siliciumhaltigen Gruppen durch Zinn.
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Beispiele für die Atome und Gruppen, die durch R3 angegeben sind, umfassen die Halogenatome, die Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und die halogenierten Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie oben beispielhaft angegeben.
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Von diesen sind eine zweiwertige siliciumhaltige Gruppe, eine zweiwertige germaniumhaltige Gruppe, eine zweiwertige zinnhaltige Gruppe bevorzugt. Besonders bevorzugt ist eine zweiwertige siliciumhaltige Gruppe. Von den siliciumhaltigen Gruppen sind Alkylsilylen, Alkylarylsilylen und Arylsilylen besonders bevorzugt.
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Im folgenden sind Beispiele für die durch die obige Formel (Ia) angegebenen Übergangsmetallverbindungen angegeben.
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(4-phenylindenyl)zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl)zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(α-naphthyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(β-naphthyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(1-anthracenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(2-anthracenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(9-anthracenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(9-phenanthryl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-fluorphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(pentafluorphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-chlorphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(m-chlorphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(o-chlorphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(o,p-dichlorphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-bromphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-tolyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(m-tolyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(o-tolyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(o,o'-dimethylphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-ethylphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-i-propylphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-bezylphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-biphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(m-biphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(p-trimethylsilylphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-(m-trimethylsilylphenyl)indenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Diphenylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-pnenyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-n-propyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Di-(i-propyl)silyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Di-(n-butyl)silyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dicyclohexylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Methylphenylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Diphenylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Di(p-tolyl)silyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Di(p-chlorphenyl)silyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonlum-dichlorid,
rac-Methylen-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Ethylen-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylgermyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylstanyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dichlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dibromid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-dimethyl,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-methylchlorid,
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-monochloridmono(trifluormethansulfonat),
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-di(trifluormethansulfonat),
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-di(p-toluolsulfonat),
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-di(methylsulfonat),
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-di(trifluormethansulfinat),
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-di(trifluoracetat),
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-monochlorid(n-butoxid),
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-di(n-butoxid) und
rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkonium-monochlorid(phenoxid),
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Es können auch Übergangsmetallverbindungen verwendet werden, die erhalten worden sind durch Ersatz des Zirkoniummetalls durch Titanmetall, Hafniummetall, Vanadiummetall, Niobmetall, Tantalmetall, Chrommetall, Molydänmetall oder Wolframmetall bei den oben beispielhaft angegebenen Verbindungen.
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Die Übergangsmetallverbindungen, die zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können hergestellt werden nach den Verfahren, wie sie angegeben sind in Journal of Organometallic Chem. 288 (1985), S. 63 bis 67, der Beschreibung und den Beispielen der
EP-A-0 320 762 , z. B. auf die folgende Weise.
wobei Z Cl, Br, I oder die o-Tosyl-Gruppe bedeutet, und H
2R
bedeutet.
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Die Übergangsmetallverbindung, die zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann als Olefin-Polymerisations-Katalysator in Kombination mit einer Organoaluminiumoxy-Verbindung verwendet werden.
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Die Übergangsmetallverbindung wird als Olefin-Polymerisations-Katalysator-Komponente üblicherweise in Form eines racemischen Gemischs verwendet, aber die R-Konfiguration oder die S-Konfiguraton können ebenfalls verwendet werden.
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Als nächstes werden Olefin-Polymerisations-Katalysatoren beschrieben, die die oben erwähnte Übergangsmetallverbindung (Ia) als Katalysator-Komponente enthalten.
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Die Bedeutung des Ausdrucks „Polymerisation”, wie er hier verwendet wird, ist nicht auf „Homopolymerisation” beschränkt, sondern kann auch „Copolymerisation” umfassen. Ebenso ist die Bedeutung des Ausdrucks „Polymer”, wie er hier verwendet wird, nicht auf „Homopolymer” beschränkt, sondern kann auch „Copolymer” umfassen.
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Der erste und der zweite Olefin-Polymerisations-Katalysator, die zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, werden im folgenden beschrieben.
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Der erste Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, ist gebildet aus
- (A) einer Übergangsmetallverbindung, angegeben durch die obige Formel (Ia) (im folgenden manchmal als „Komponente (A) bezeichnet) und
- (B) mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
(B-1) einer Organoaluminiumoxy-Verbindung und
(B-2) einer Verbindung, die mit der Übergangsmetallverbindung unter Bildung eines Ionenpaars reagiert.
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Der zweite Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, ist gebildet aus
- (A) einer Übergangsmetallverbindung, angegeben durch die obige Formel (Ia);
- (B) mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
(B-1) einer Organoaluminiumoxy-Verbindung und
(B-2) einer Verbindung, die mit der Übergangsmetallverbindung unter Bildung eines Ionenpaars reagiert, und
- (C) einer Organoaluminiumverbindung.
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Die Organoaluminiumoxy-Verbindung (B-1) (im folgenden manchmal als „Komponente (B-1)” bezeichnet), die für den ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet wird, kann ein üblicherweise bekanntes Aluminoxan sein oder sie kann eine in Benzol unlösliche Organoaluminiumoxy-Verbindung sein, wie sie in der
japanischen L-O-P 78687/1990 beschrieben ist.
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Das üblicherweise bekannte Aluminoxan kann z. B. nach den folgenden Verfahren hergestellt werden:
- (1) Einem Verfahren, umfassend das Umsetzen einer Organoaluminiumverbindung, wie Trialkylaluminium, mit einer Suspension einer Verbindung, enthaltend adsorbiertes Wasser, oder einem Salz, enthaltend Kristallwasser, z. B. das Hydrat von Magnesiumchlorid, Kupfersulfat, Aluminiumsulfat, Nickelsulfat und Cerchlorid, in einem Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel.
- (2) Einem Verfahren, umfassend das Umsetzen von Wasser, Eis oder Wasserdampf direkt mit einer Organoaluminiumverbindung, wie Trialkylaluminium, in einem Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol, Ethylether und Tetrahydrofuran.
- (3) Einem Verfahren, umfassend das Umsetzen eines Organozinnoxids, wie Dimethylzinnoxid und Dibutylzinnoxid, mit einer Organoaluminiumverbindung, wie Trialkylaluminium, in einem Lösungsmittel, wie Decan, Benzol oder Toluol.
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Das Aluminoxan kann eine kleine Menge einer metallorganischen Komponente enthalten. Ferner kann das Lösungsmittel oder die nicht umgesetzte Organoaluminiumverbindung von der oben erwähnten gewonnenen Aluminoxan-Lösung abdestilliert werden, und das erhaltene Produkt kann erneut in einem Lösungsmittel gelöst werden.
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Beispiele für die zur Herstellung des Aluminoxans verwendete Organoaluminiumverbindung umfassen:
Trialkylaluminiumverbindungen, wie Trimethylaluminium, Triethylaluminium, Tripropylaluminium, Triisopropylaluminium, Tri-n-butylaluminium, Triisobutylaluminium, Tri-sec-butylaluminium, Tri-tert.-butylaluminium, Tripentylaluminium, Trihexylaluminium, Trioctylaluminium und Tridecylaluminium;
Tricycloalkylaluminium-Verbindungen, wie Tricyclohexylaluminium und Tricyclooctylaluminium;
Dialkylaluminiumhalogenide, wie Dimethylaluminiumchlorid, Diethylaluminiumchlorid, Diethylaluminiumbromid und Diisobutylaluminiumchlorid;
Dialkylaluminiumhydride, wie Diethylaluminiumhydrid und Diisobutylaluminiumhydrid;
Dialkylaluminiumalkoxide, wie Dimethylaluminiummethoxid und Diethylaluminiumethoxid;
Dialkylaluminiumaryloxide, wie Diethylaluminiumphenoxid.
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Von diesen Organoaluminiumverbindungen sind Trialkylaluminium und Tricycloalkylaluminium besonders bevorzugt.
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Ferner kann als Organoaluminiumverbindung zur Herstellung von Aluminoxan auch Isoprenylaluminium, angegeben durch die folgende Formel (II) (i-C4H9)xAly(C5H10)z (II) wobei x, y und z jeweils eine positive Zahl sind, und z ≥ 2x ist, verwendet werden.
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Die oben erwähnten Organoaluminiumverbindungen können entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
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Lösungsmittel, die zur Herstellung des Aluminoxans verwendet werden, umfassen aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Cumol und Cymol; aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Decan, Dodecan, Hexadecan und Octadecan; alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan, Cyclohexan, Cyclooctan und Methylcyclopentan; Erdölfraktionen, wie Benzin, Kerosin und Gasöl, und Halogenide der oben erwähnten aromatischen, aliphatischen und alicyclischen Kohlenwasserstoffe, insbesondere Chloride und Bromide davon. Außerdem können Ether, wie Ethylether und Tetrahydrofuran, ebenfalls verwendet werden. Von diesen Lösungsmitteln sind aromatische Kohlenwasserstoffe besonders bevorzugt.
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Beispiele für Verbindungen, die mit der Übergangsmetallverbindung (A) unter Bildung eines Ionenpaars reagieren (im folgenden manchmal als „Komponente (B-2)” bezeichnet), die für den ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet werden, umfassen Lewis Säuren, ionische Verbindungen, Boran-Verbindungen und Carboran-Verbindungen, wie sie in den nationalen Veröffentlichungen der
Internationalen Patente 501950/1989 und
502036/1989 , den
JP-OS 179005/1992 ,
179006/1992 ,
207703/1992 und
207704/1992 und der
US-PS 547718 angegeben sind.
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Die Lewis Säure umfaßt Mg-haltige Lewis-Säuren, Al-haltige Lewis-Säuren und B-haltige Lewis-Säuren. Von diesen sind B-haltige Lewis-Säuren bevorzugt.
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Die ein Boratom enthaltende Lewis Säure (B-haltige Lewis-Säure) ist z. B. eine Verbindung, angegeben durch die folgende Formel: BR6R7R8 wobei R6, R7 und R8 jeweils unabhängig eine Phenylgruppe, die einen Substituent wie ein Fluoratom, eine Methylgruppe und eine Trifluormethyl-Gruppe enthalten kann, oder ein Fluoratom bedeuten.
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Beispiele für die durch die obige Formel angegebenen Verbindungen umfassen Trifluorbor, Triphenylbor, Tris(4-fluorphenyl)bor, Tris(3,5-difluorphenyl)bor, Tris(4-fluormethylphenyl)bor, Tris(pentafluorphenyl)bor, Tris(p-tolyl)bor, Tris(o-tolyl)bor und Tris(3,5-dimethylphenyl)bor. Von diesen ist Tris(pentafluorphenyl)bor besonders bevorzugt.
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Die ionische Verbindung, die in den Katalysatoren verwendet wird, die zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist ein Salz, umfassend eine kationische Verbindung und eine anionische Verbindung. Ein Anion reagiert mit der Übergangsmetallverbindung (A), um die Übergangsmetallverbindung (A) kationisch zu machen, um ein Ionenpaar zu bilden, um so das Ausgangs-Übergangsmetallkation zu stabilisieren. Beispiele für solche Anionen umfassen das Anion einer Organobor-Verbindung, das Anion einer Organoarsen-Verbindung und das Anion einer Organoaluminium-Verbindung. Bevorzugt ist ein solches Anion, das verhältnismäßig sperrig ist und das Ausgangs-Übergangsmetallkation stabilisiert. Beispiele für Kationen umfassen ein Metallkation, metallorganisches Kation, Carbonium-Kation, Tripium-Kation, Oxonium-Kation, Sulfonium-Kation, Phosphonium-Kation und Ammonium-Kation. Spezieller können erwähnt werden das Triphenylcarbenium-Kation, Tributylammonium-Kation, N,N-Dimethylammonium-Kation, und Ferrocenium-Kation.
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Von diesen sind ionische Verbindungen bevorzugt, die eine Borverbindung als Anion enthalten. Spezieller umfassen Beispiele für trialkyl-substituierte Ammoniumsalze:
Triethylammoniumtetra(phenyl)bor;
Tripropylammoniumtetra(phenyl)bor;
Tri(n-butyl)ammoniumtetra(phenyl)bor;
Trimethylammoniumtetra(p-tolyl)bor;
Trimethylammoniumtetra(o-tolyl)bor;
Tributylammoniumtetra(pentafluorphenyl)bor;
Tripropylammoniumtetra(o,p-dimethylphenyl)bor;
Tributylammoniumtetra(m,m-dimethylphenyl)bor;
Tributylammoniumtetra(p-trifluormethylphenyl)bor;
Tri(n-butyl)ammoniumtetra(o-tolyl)bor und
Tri(n-butyl)ammoniumtetra(4-fluorphenyl)bor
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Beispiele für N,N-Dialkylanilinium-Salze umfassen
N,N-Dimethylaniliniumtetra(phenyl)bor,
N,N-Diethylaniliniumtetra(phenyl)bor und
N,N-2,4,6-Pentamethylaniliniumtetra(phenyl)bor.
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Beispiele für Dialkylammonium-Salze umfassen
Di(n-propyl)amoniumtetra(pentafluorphenyl)bor und
Dicyclohexylamoniumtetra(phenyl)bor
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Beispiele für Triarylphosphonium-Salze umfassen
Triphenylphosphoniumtetra(phenyl)bor,
Tri(methylphenyl)phosphoniumtetra(phenyl)bor und
Tri(dimethylphenyl)phosphoniumtetra(phenyl)bor.
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Als ionische Verbindung, die ein Boratom enthält, können auch verwendet werden
Triphenylcarbeniumtetrakis-(pentafluorphenyl)borat,
N,N-Dimethylaniliniumtetrakis-(pentafluorphenyl)borat und
Ferroceniumtetrakis-(pentafluorphenyl)borat.
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Ferner können auch die folgenden Verbindungen verwendet werden (Bei den unten aufgezählten ionischen Verbindungen ist das Gegenion Tri(n-butyl)ammonium, aber das Gegenion ist in keiner Weise darauf beschränkt.)
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D. h. es können Salze von Anionen erwähnt werden, z. B.
Bis(tri(n-butyl)ammonium)nonaborat,
Bis(tri(n-butyl)ammonium)decaborat,
Bis(tri(n-butyl)ammonium)undecaborat,
Bis(tri(n-butyl)ammonium)dodecaborat,
Bis(tri(n-butyl)ammonium)decachlordecaborat,
Bis(tri(n-butyl)ammonium)dodecachlordodecaborat,
Tri(n-butyl)ammonium-1-carbadecaborat,
Tri(n-butyl)ammonium-1-carbaundecaborat,
Tri(n-butyl)ammonium-1-carbadodecaborat,
Tri(n-butyl)ammonium-1-trimethylsilyl-1-carbadecaborat und
Tri(n-butyl)ammoniumbrom-1-carbadecaborat,
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Darüber hinaus können auch Boran-Verbindungen und Carboran-Verbindungen verwendet werden. Diese Verbindungen werden als die Lewis Säure oder als die ionischen Verbindungen verwendet.
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Beispiele für die Boran-Verbindungen und die Carboran-Verbindungen umfassen:
Boran- und Carboran-Komplex-Verbindungen und Salze des Carboran-Anions, z. B.
Decaboran (Anzahl Wasserstoff = 14),
7,8-Dicarbaundecaboran (13),
2,7-Dicarbaundecaboran (13),
Undecahydrid-7,8-dimethyl-7,8-dicarbaundecaboran,
Dodecahydrid-11-methyl-2,7-dicarbaundecaboran,
Tri(n-butyl)ammonium-6-carbadecaborat (14),
Tri(n-butyl)ammonium-6-carbadecaborat (12),
Tri(n-butyl)ammonium-7-carbaundecaborat (13),
Tri(n-butyl)ammonium-7,8-dicarbaundecaborat (12),
Tri(n-butyl)ammonium-2,9-dicarbaundecaborat (12),
Tri(n-butyl)ammoniumdodecahydrid-8-methyl-7,9-dicarbaundecaborat,
Tri(n-butyl)ammoniumundecahydrid-8-ethyl-7,9-dicarbaundecaborat,
Tri(n-butyl)ammoniumundecahydrid-8-butyl-7,9-dicarbaundecaborat,
Tri(n-butyl)ammoniumundecahydrid-8-allyl-7,9-dicarbaundecaborat,
Tri(n-butyl)ammoniumundecahydrid-9-trimethylsilyl-7,8-dicarbaundecaborat und
Tri(n-butyl)ammoniumundecahydrid-4,6-dibrom-7-carbaundecaborat sowie
Carboran und Salze von Carboran, z. B.
4-Carbanonaboran (14), 1,3-Dicarbanonaboran (13), 6,9-Dicarbadecaboran (14), Dodecahydrid-1-phenyl-1,3-dicarbanonaboran, Dodecahydrid-1-methyl-1,3-dicarbanonaboran und Undecahydrid-1,3-dimethyl-1,3-dicarbanonaboran.
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Ferner können auch die folgenden Verbindungen verwendet werden. (Bei den unten aufgezählten ionischen Verbindungen ist das Gegenion Tri(n-butyl)ammonium, aber das Gegenion ist in keiner Weise darauf beschränkt.)
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D. h. es können Salze von Metallcarboran- oder Metallboran-Anion erwähnt werden, z. B.
Tri(n-butyl)ammoniumbis(nonahydrid-1,3-dicarbononaborat)cobaltat (III),
Tri(n-butyl)ammoniumbis(undecahydrid-7,8-dicarbaundecaborat)ferrat (III),
Tri(n-butyl)ammoniumbis(undecahydrid-7,8-dicarbaundecaborat)cobaltat (III),
Tri(n-butyl)ammoniumbis(undecahydrid-7,8-dicarbaundecaborat)cuprat (III),
Tri(n-butyl)ammoniumbis(undecahydrid-7,8-dicarbaundecaborat)aurat (III),
Tri(n-butyl)ammoniumbis(nonahydrid-7,8-dimethyl-7,8-dicarbaundecaborat)ferrat (III),
Tri(n-butyl)ammoniumbis(nonahydrid-7,8-dimethyl-7,8-dicarbaundecaborat)chromat(III),
Tri(n-butyl)ammoniumbis(tribromocatahydrid-7,8-dimethyl-7,8-dicarbaundecaborat)cobaltat (III),
Tri(n-butyl)ammoniumbis(dodecahydriddicarbadodecaborat)cobaltat (III),
Bis(tri(n-butyl)ammonium)bis(dodecahydriddodecaborat)nickelat (III),
Tris(tri(n-butyl)ammonium)bis(undecahydrid-7-carbaundecaborat)chromat(III),
Bis(tri(n-butyl)ammonium)bis(undecahydrid-7-carbaundecaborat)manganat (IV),
Bis(tri(n-butyl)ammonium)bis(undecahydrid-7-carbaundecaborat)cobaltat (III) und
Bis(tri(n-butyl)ammonium)bis(undecahydrid-7-carbaundecaborat)nickelat (IV).
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Die Verbindungen (B-2), die mit der Übergangsmetallverbindung (A) unter Bildung eines Ionenpaars reagieren, können in Kombination von zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
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Die Organoaluminiumverbindung (C) (im folgenden manchmal als „Komponente (C)” bezeichnet), die für den zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet wird, ist z. B. eine Organoaluminiumverbindung, angegeben durch die folgende Formel (III) R9 nAlX3-n (III) wobei R9 eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, X ein Halogenatom oder ein Wasserstoffatom ist und n 1 bis 3 ist.
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Bei der obigen Formel (III) ist R9 eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, z. B. eine Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe oder eine Arylgruppe. Spezielle Beispiele dafür umfassen Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, Isobutyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl und Tolyl.
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Beispiele für derartige Organoaluminiumverbindungen (C) umfassen:
Trialkylaluminiumverbindungen, wie Trimethylaluminium, Triethylaluminium, Triisopropylaluminium, Triisobutylaluminium, Trioctylaluminium und Tri-(2-ethylhexyl)aluminium;
Alkenylaluminium-Verbindungen, wie Isoprenylaluminium;
Dialkylaluminiumhalogenide, wie Dimethylaluminiumchlorid, Diethylaluminiumchlorid, Diisopropylaluminiumchlorid, Diisobutylaluminiumchlorid und Dimethylaluminiumbromid;
Alkylaluminiumsesquihalogenide, wie Methylaluminiumsesquichlorid, Ethylaluminiumsesquichlorid, Isopropylaluminiumsesquichlorid, Butylaluminiumsesquichlorid und Ethylaluminiumsesquibromid;
Alkylaluminiumdihalogenide, wie Methylaluminiumdichlorid, Ethylaluminiumdichlorid, Isopropylaluminiumdichlorid und Ethylaluminiumdibromid, und
Alkylaluminiumhydride, wie Diethylaluminiumhydrid und Diisobutylaluminiumhydrid.
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Ebenfalls als Organoaluminiumverbindung (C) angewandt werden kann eine Verbindung, angegeben durch die folgende Formel (IV) R9 nAlL3-n (IV) wobei R9 der gleiche Kohlenwasserstoff ist wie bei der obigen Formel (III), L eine -OR10-Gruppe, -OSiR11 3, -Gruppe, -OAlR12 2-Gruppe, -NR13 2-Gruppe, -SiR14 3-Gruppe oder -N(R15)AlR16 2-Gruppe, ist, n 1 bis 2 ist, R10 R11, R12 und R16 jeweils Methyl, Ethyl, Isopropyl, Isobutyl, Cyclohexyl, Phenyl o. ä. sind, R13 Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Isopropyl, Phenyl, Trimethylsilyl o. ä. ist, R14 und R15 jeweils Methyl, Ethyl o. ä. sind.
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Beispiele für derartige Organoaluminiumverbindungen (C) umfassen:
- (1) Verbindungen, angegeben durch die Formel R9 nAl(OR10)3-n, z. B. Dimethylaluminiummethoxid, Diethylaluminiumethoxid und Diisobutylaluminiummethoxid;
- (2) Verbindungen, angegeben durch die Formel R9 nAl(OSiR11 3)3-n, z. B. Et2Al(OSiMe3), (iso-Bu)2Al(OSiMe3) und (iso-Bu)2Al(OSiEt3);
- (3) Verbindungen, angegeben durch die Formel R9 nAl(OAlR12 2)3-n, z. B. Et2AlOAlEt2 und (iso-Bu)2AlOAl(iso-Bu)2;
- (4) Verbindungen, angegeben durch die Formel R9 nAl(NR13 2)3-n, z. B. Me2AlNEt2, Et2AlNHMe, Me2AlNHEt, Et2AlN(SiMe3)2 und (iso-Bu)2Al(SiMe3)2;
- (5) Verbindungen, angegeben durch die Formel R9 nAl(SiR14 3)3-n, z. B. (iso-Bu)2AlSiMe3;
- (6) Verbindungen, angegeben durch die Formel R9 nAl(N(R15)AlR16 2)3-n, z. B. Et2AlN(Me)AlEt2 und (iso-Bu)2AlN(Et)Al(iso-Bu)2.
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Von den durch die Formeln (III) und (IV) angegebenen Organoaluminiumverbindungen sind die Verbindungen, angegeben durch die Formeln R9 3Al, R9 nAl(OR10)3-n und R9 nAl(OAlR12 2)3-n, bevorzugt und die Verbindungen dieser Formeln, bei denen R Isoalkyl ist und n 2 ist, sind besonders bevorzugt.
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Wasser kann als Katalysator-Komponente neben der Komponente (A), der Komponente (B-1), der Komponente (B-2) und der Komponente (C) verwendet werden. Als Wasser, das bei der Katalyse verwendet werden kann, kann erwähnt werden Wasser, das in einem Polymerisations-Lösungsmittel, wie später beschrieben, gelöst ist, und adsorbiertes Wasser oder Kristallwasser, das in einer Verbindung oder einem Salz enthalten ist, die/das zur Herstellung der Komponente (B-1) verwendet wird.
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Der erste Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, kann hergestellt werden durch Vermischen der Komponente (A) mit der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und, soweit erwünscht, Wasser (als Katalysator-Komponente) in einem inerten Kohlenwasserstoff-Medium (Lösungsmittel) oder einem Olefin-Medium (Lösungsmittel).
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Es besteht keine spezielle Beschränkung bezüglich der Reihenfolge des Vermischens dieser Komponenten, aber es ist bevorzugt, daß die Komponente (B-1) (oder die Komponente (B-2)) mit Wasser vermischt wird, und anschließend mit der Komponente (A).
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Der zweite Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, kann hergestellt werden durch Vermischen der Komponente (A), der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und der Komponente (C) und, soweit erwünscht, Wasser (als Katalysator-Komponente) in einem inerten Kohlenwasserstoff-Medium (Lösungsmittel) oder einem Olefin-Medium (Lösungsmittel).
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Es besteht keine spezielle Beschränkung bezüglich der Reihenfolge des Vermischens dieser Komponenten. Wenn die Komponente (B-1) verwendet wird, ist es jedoch bevorzugt, daß die Komponente (B-1) mit der Komponente (C) vermischt wird, und anschließend mit der Komponente (A). Wenn die Komponente (B-2) verwendet wird, ist es bevorzugt, daß die Komponente (C) mit der Komponente (A) vermischt wird, und anschließend mit der Komponente (B-2).
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Beim Vermischen jeder der Komponenten liegt das Atomverhältnis (Al/Übergangsmetall) von Aluminium in der Komponente (B-1) zu dem Übergangsmetall in der Komponente (A) liegt im Bereich von üblicherweise 10 bis 10000, vorzugsweise 20 bis 5000, und die Konzentration der Komponente (A) liegt im Bereich von etwa 10–8 bis 10–1 mol/l Medium, vorzugsweise 10– bis 5 × 10–2 mol/l Medium.
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Wenn die Komponente (B-2) verwendet wird, liegt das Molverhältnis (Komponente (A)/Komponente (B-2) der Komponente (A) zu der Komponente (B-2) im Bereich von üblicherweise 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 5, und die Konzentration der Komponente (A) liegt im Bereich von üblicherweise 10 bis 10000, vorzugsweise 20 bis 5000 und die Konzentration der Komponente (A) liegt im Bereich von üblicherweise 10–8 bis 10–1 mol/l Medium, vorzugsweise 10–7 bis 5 × 10–2 mol/l Medium.
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Bei der Herstellung des zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysators liegt das Atomverhältnis (AlC/AlB-1) der Aluminiumatome (AlC) in Komponente (C) zu den Aluminiumatomen (AlB-1) in der Komponente (B-1) im Bereich von üblicherweise 0,02 bis 20, vorzugsweise 0,2 bis 10.
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Wenn Wasser als Katalysator-Komponente verwendet wird, liegt das Atomverhältnis (AlB-1/H2O) der Aluminiumatome (AlB-1) in der Komponente (B-1) zu Wasser (H2O) im Bereich von 0,5 bis 50, vorzugsweise 1 bis 40.
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Die jeweiligen oben erwähnten Komponenten können in einem Polymerisator vermischt werden oder ein vorher hergestelltes Gemisch dieser Komponenten kann in einen Polymerisator eingespeist werden.
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Wenn die Komponenten vorher vermischt werden, liegt die Mischtemperatur üblicherweise im Bereich von –50 bis 150°C, vorzugsweise –20 bis 120°C, und die Kontaktzeit liegt im Bereich von 1 bis 1000 min., vorzugsweise 5 bis 600 min. Die Mischtemperatur kann variiert werden während die Komponenten vermischt und miteinander in Kontakt gebracht werden.
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Beispiele für die Medien (Lösungsmittel), die zur Herstellung des Olefin-Polymerisations-Katalysators nach der Erfindung verwendet werden, umfassen
aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Propan, Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Decan, Dodecan und Kerosin;
alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan, Cyclohexan und Methylcyclopentan;
aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und Xylol;
halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Ethylenchlorid, Chlorbenzol und Dichlormethan, und
Gemische dieser Kohlenwasserstoffe.
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Als nächstes werden der dritte und vierte Olefin-Polymerisations-Katalysator, die zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, beschrieben.
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Der dritte Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, umfaßt:
einen feinteiligen Träger;
- (A) eine Übergangsmetallverbindung, angegeben durch die obige Formel (Ia);
- (B) mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
(B-1) einer Organoaluminiumoxy-Verbindung und
(B-2) einer Verbindung, die mit der Übergangsmetallverbindung unter Bildung eines Ionenpaars reagiert,
wobei die Übergangsmetallverbindung (A) und die mindestens eine Verbindung (B) auf dem feinteiligen Träger vorliegen.
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Der vierte Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, umfaßt:
einen feinteiligen Träger;
- (A) eine Übergangsmetallverbindung, angegeben durch die obige Formel (Ia);
- (B) mindestens einer Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
(B-1) einer Organoaluminiumoxy-Verbindung und
(B-2) einer Verbindung, die mit der Übergangsmetallverbindung unter Bildung eines Ionenpaars reagiert,
wobei die Übergangsmetallverbindung (A) und die mindestens eine Verbindung (B) auf dem feinteiligen Träger vorliegen, und
- (C) eine Organoaluminiumverbindung.
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Die Übergangsmetallverbindung (A), die für den dritten und vierten OlefinPolymerisations-Katalysator verwendet wird, ist die gleiche, wie die für den oben erwähnten ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator und wird angegeben durch die obige Formel (Ia).
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Beispiele für die Organoaluminiumoxy-Verbindungen (B-1), die für den dritten und vierten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet werden, sind die gleichen, wie die für den oben erwähnten ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendeten.
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Beispiele für die Verbindungen (B-2), die mit der Übergangsmetallverbindung (A) unter Bildung eines Ionenpaars reagieren und für den dritten und vierten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet werden, sind die gleichen, wie die für den oben erwähnten ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendeten.
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Beispiele für die Organoaluminium-Verbindungen (C), die für den vierten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet werden, sind die gleichen, wie die für den oben erwähnten zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendeten.
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Der feinteilige Träger, der für den dritten und vierten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet wird, ist eine anorganische oder organische Verbindung und ist ein teilchenförmiger oder körniger Feststoff mit einem Teilchendurchmesser von 10 bis 300 μm, vorzugsweise 20 bis 200 μm.
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Der anorganische Träger ist vorzugsweise ein poröses Oxid und Beispiele hierfür umfassen SiO2, Al2O3, MgO, ZrO2, TiO2, B2O3, CaO, ZnO, BaO, ThO2 und Gemische davon, wie SiO2-MgO, SiO2-Al2O3, SiO2-TiO2, SiO2-V2O5, SiO2-Cr2O3 und SiO2-TiO2-MgO. Von diesen ist ein Träger bevorzugt, der SiO2 und/oder Al2O3, als Hauptkomponente enthält.
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Die oben erwähnten anorganischen Oxide können Carbonate, Sulfate, Nitrate und Oxide, wie Na2CO3, K2CO3, CaCO3, MgCO3, Na2SO4, Al2(SO4)3, BaSO4, KNO3, Mg(NO3)2, Al(NO3)3, Na2O, K2O und LiO2 in einer kleinen Menge umfassen.
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Der feinteilige Träger variiert in seinen Eigenschaften, abhängig von der Art und dem Verfahren seiner Herstellung, es wird aber vorzugsweise ein Träger mit einer spezifischen Oberfläche von 50 bis 1000 m2/g, vorzugsweise 100 bis 700 m2/g, und einem Porenvolumen von 0,3 bis 2,5 cm3/g verwendet. Der feinteilige Träger wird, soweit erforderlich, verwendet, nachdem er bei 100 bis 1000°C, vorzugsweise 150 bis 700°C calciniert worden ist.
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Als feinteiliger Träger kann nach der Erfindung auch eine körnige oder teilchenförmige feste organische Verbindung mit einem Teilchendurchmesser von 10 bis 300 μm verwendet werden. Beispiele für die organischen Verbindungen umfassen (Co)polymere, die hergestellt worden sind hauptsächlich aus α-Olefinen mit 2 bis 14 Kohlenstoffatomen, wie Ethylen, Propylen, 1-Buten und 4-Methyl-1-penten, und (Co)polymere, die hauptsächlich aus Vinylcyclohexan oder Styrol hergestellt worden sind.
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Der feinteilige Träger kann eine Oberflächen-Hydroxylgruppe oder Wasser enthalten. In diesem Falle ist die Oberflächen-Hydroxylgruppe in einer Menge von nicht weniger als 1,0 Gew.%, vorzugsweise 1,5 bis 4,0 Gew.% und insbesondere 2,0 bis 3,5 Gew.%, enthalten, und Wasser ist in einer Menge von nicht weniger als 1,0 Gew.%, vorzugsweise 1,2 bis 20 Gew.% und insbesondere 1,4 bis 15 Gew.%, enthalten. Das in dem feinteiligen Träger enthaltene Wasser bedeutet Wasser, das an der Oberfläche des feinteiligen Trägers adsorbiert ist.
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Die Menge (Gew.%) an adsorbiertem Wasser und die Menge (Gew.%) an Oberflächen-Hydroxylgruppen in dem feinteiligen Träger können auf die folgende Weise bestimmt werden.
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Menge an adsorbiertem Wasser
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Der Gewichtsverlust des feinteiligen Trägers nach Trocknen bei 200°C unter Normaldruck während 4 Stunden in einem Stickstoffstrom wird gemessen, und der Prozentsatz des Gewichts nach dem Trocknen zu dem Gewicht vor dem Trocknen wird berechnet.
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Menge an Oberflächen-Hydroxylgruppen
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Das Gewicht des feinteiligen Trägers nach Trocknen bei 200°C unter Normaldruck während 4 Stunden in einem Stickstoffstrom wird als X (g) genommen. Der Träger wird bei 1000°C 20 Stunden calciniert, um ein calciniertes Produkt zu erhalten, das keine Oberflächen-Hydroxylgruppen enthält. Das Gewicht des so erhaltenen calcinierten Produktes wird als Y (g) genommen. Die Menge (Gew.%) an Oberflächen-Hydroxylgruppen wird aus der folgenden Formel berechnet. Menge (Gew.%) der Oberflächen-Hydroxylgruppen = {(X – Y)/X} × 100.
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Ferner kann bei dem dritten und vierten Olefin-Polymerisations-Katalysator, die zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, derartiges Wasser, wie bei dem ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator angegeben, als Katalysator-Komponente verwendet werden.
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Der dritte und vierte Olefin-Polymerisations-Katalysator, die zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, (d. h. die feste Katalysator-Komponente) können hergestellt werden durch Vermischen des feinteiligen Trägers, der Komponente (A) und der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und, soweit erwünscht, Wasser (Katalysator-Komponente) in einem inerten Kohlenwasserstoff-Medium (Lösungsmittel) oder einem Olefin-Medium (Lösungsmittel). Beim Vermischen dieser Komponenten kann ferner die Komponente (C) zugegeben werden.
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Es besteht keine spezielle Beschränkung bezüglich der Reihenfolge des Vermischens dieser Komponenten.
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Bevorzugte Verfahren sind jedoch:
ein Verfahren, bei dem der feinteilige Träger mit der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und dann mit der Komponente (A) vermischt und in Kontakt gebracht wird und anschließend, soweit erwünscht, mit Wasser vermischt wird;
ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und der Komponente (A) mit dem feinteiligen Träger vermischt und in Kontakt gebracht wird und anschließend, soweit erwünscht, mit Wasser vermischt wird; und
ein Verfahren, bei dem der feinteilige Träger mit der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und Wasser vermischt und in Kontakt gebracht wird und anschließend mit der Komponente (A) vermischt wird.
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Beim Vermischen jeder der Komponenten wird die Komponente (A) in einer Menge von üblicherweise 10–6 bis 5 × 10–3 mol, vorzugsweise 3 × 10–6 bis 10–3 mol, pro 1 g des feinteiligen Trägers verwendet, und die Konzentration der Komponente (A) liegt im Bereich von etwa 5 × 10–6 bis 2 × 10–2 mol/l Medium, vorzugsweise 2 × 10–5 bis 10–2 mol/l Medium. Das Atomverhältnis (Al/Übergangsmetall) von Aluminium in der Komponente (B-1) zu dem Übergangsmetall in der Komponente (A) liegt im Bereich von üblicherweise 10 bis 3000, vorzugsweise 20 bis 2000. Wenn die Komponente (B-2) verwendet wird, liegt das Molverhältnis (Komponente (A)/Komponente (B-2)) der Komponente (A) zu der Komponente (B-2) im Bereich von üblicherweise 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 5
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Wenn Wasser als Katalysator-Komponente verwendet wird, liegt das Atomverhältnis (AlB-1/H2O) der Aluminiumatome (AlB-1) in der Komponente (B-1) zu Wasser (H2O) im Bereich von 0,5 bis 50, vorzugsweise 1 bis 40.
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Die Temperatur zum Vermischen der Komponenten liegt üblicherweise im Bereich von –50 bis 150°C, vorzugsweise –20 bis 120°C, und die Kontaktzeit liegt im Bereich von 1 bis 1000 min., vorzugsweise 5 bis 600 min. Die Mischtemperatur kann variiert werden während die Komponenten vermischt und miteinander in Kontakt gebracht werden.
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Der vierte Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, wird gebildet aus dem oben erwähnten dritten Olefin-Polymerisations-Katalysator (feste Katalysator-Komponente) und der Organoaluminium-Verbindung (C). Die Komponente (C) wird in einer Menge von nicht mehr als 500 mol, vorzugsweise 5 bis 200 mol, pro 1 g der Übergangsmetallverbindung in der Komponente (A), die in der festen Katalysator-Komponente enthalten ist, verwendet.
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Der dritte und vierte Olefin-Polymerisations-Katalysator kann andere Komponenten enthalten, die für die Olefin-Polymerisation geeignet sind, außer den oben beschriebenen Komponenten.
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Beispiele für die inerten Kohlenwasserstoff-Medien (Lösungsmittel), die zur Herstellung des dritten und vierten Olefin-Polymerisations-Katalysators nach der Erfindung verwendet werden, sind die gleichen wie die für den ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendeten.
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Anschließend werden der fünfte und der sechste Olefin-Polymerisations-Katalysator, die zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, beschrieben.
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Der fünfte Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, umfaßt
einen feinteiligen Träger,
- (A) eine Übergangsmetallverbindung, angegeben durch die obige Formel (Ia)
- (B) mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
(B-1) einer Organoaluminiumoxy-Verbindung und
(B-2) einer Verbindung, die mit der Übergangsmetallverbindung unter Bildung eines Zonenpaars reagiert, sowie
ein prepolymerisiertes Olefinpolymer, das durch Prepolymerisation gebildet worden ist.
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Der sechste Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, umfaßt
einen feinteiligen Träger,
- (A) eine Übergangsmetallverbindung, angegeben durch die obige Formel (Ia);
- (B) mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
(B-1) einer Organoaluminiumoxy-Verbindung und
(B-2) einer Verbindung, die mit der Übergangsmetallverbindung unter Bildung eines Ionenpaars reagiert,
- (C) eine Organoaluminiumverbindung sowie
ein prepolymerisiertes Olefinpolymer, das durch Prepolymerisation gebildet worden ist.
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Beispiele für den feinteiligen Träger, der für den fünften und sechsten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet wird, sind die gleichen wie die für den oben erwähnten dritten und vierten Olefin-Polymerisations-Katalysator.
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Die Übergangsmetallverbindung (A), die für den fünften und sechsten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet wird, ist die gleiche wie die für den oben erwähnten ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendete und wird durch die obige Formel (Ia) angegeben.
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Beispiele für die Organoaluminiumoxy-Verbindungen (B-1), die für den fünften und sechsten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet werden, sind die gleichen wie die für den ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendeten.
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Beispiele für die Verbindungen (B-2), die mit der Übergangsmetallverbindung (A) unter Bildung eines Ionenpaars reagieren und für den fünften und sechsten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet werden, sind die gleichen wie die für den ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendeten.
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Beispiele für die Organoaluminium-Verbindungen (C), die für den sechsten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet werden, sind die gleichen wie die für den zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendeten.
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Ferner kann für den fünften und sechsten Olefin-Polymerisations-Katalysator derartiges Wasser wie für den ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator beschrieben, als Katalysator-Komponente verwendet werden.
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Der fünfte Olefin-Polymerisations-Katalysator kann hergestellt werden durch Prepolymerisieren einer kleinen Menge eines Olefins auf der festen Katalysator-Komponente. Die feste Katalysator-Komponente wird erhalten durch Vermischen des feinteiligen Trägers, der Komponente (A) und der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und, soweit erwünscht, Wasser in einem inerten Kohlenwasserstoff-Medium (Lösungsmittel). Beim Vermischen dieser Komponenten kann ferner die Komponente (C) zugegeben werden.
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Es besteht keine spezielle Beschränkung bezüglich der Reihenfolge des Vermischens dieser Komponenten.
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Bevorzugte Verfahren sind jedoch:
ein Verfahren, bei dem der feinteilige Träger mit der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und dann mit der Komponente (A) vermischt und in Kontakt gebracht wird und anschließend, soweit erwünscht, mit Wasser vermischt wird;
ein Verfahren, bei dem ein Gemisch aus der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und der Komponente (A) mit dem feinteiligen Träger vermischt und in Kontakt gebracht wird und anschließend, soweit erwünscht, mit Wasser vermischt wird; und
ein Verfahren, bei dem der feinteilige Träger mit der Komponente (B-1) (oder der Komponente (B-2)) und Wasser vermischt und in Kontakt gebracht wird und anschließend mit der Komponente (A) vermischt wird.
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Das Vermischen der Komponenten wird günstigerweise unter Rühren durchgeführt.
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Beim Vermischen jeder der Komponenten wird die Komponente (A) in einer Menge von üblicherweise 10–6 bis 5 × 10–3 mol, vorzugsweise 3 × 10–6 bis 10–3 mol, pro 1 g des feinteiligen Trägers verwendet, und die Konzentration der Komponente (A) liegt im Bereich von etwa 5 × 10–6 bis 2 × 10–2 mol/l Medium, vorzugsweise 10–5 bis 10–2 mol/l Medium. Das Atomverhältnis (Al/Übergangsmetall) von Aluminium in der Komponente (B-1) zu dem Übergangsmetall in der Komponente (A) liegt im Bereich von üblicherweise 10 bis 3000, vorzugsweise 20 bis 2000. Wenn die Komponente (B-2) verwendet wird, liegt das Molverhältnis (Komponente (A)/Komponente (B-2)) der Komponente (A) zu der Komponente (B-2) im Bereich von üblicherweise 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 5
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Wenn Wasser als Katalysator-Komponente verwendet wird, liegt das Molverhältnis (AlB-1/H2O) der Aluminiumatome (AlB-1) in der Komponente (B-1) zu Wasser (H2O) im Bereich von 0,5 bis 50, vorzugsweise 1 bis 40.
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Die Temperatur zum Vermischen der Komponenten liegt üblicherweise im Bereich von –50 bis 150°C, vorzugsweise –20 bis 120°C, und die Kontaktzeit liegt im Bereich von 1 bis 1000 min., vorzugsweise 5 bis 600 min. Die Mischtemperatur kann variiert werden während die Komponenten vermischt und miteinander in Kontakt gebracht werden.
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Der fünfte Olefin-Polymerisations-Katalysator kann hergestellt werden durch Prepolymerisieren eines Olefins in Gegenwart der oben erwähnten Komponenten. Die Prepolymerisation kann durchgeführt werden durch Einleiten eines Olefins in ein inertes Kohlenwasserstoff-Medium (Lösungsmittel) in Gegenwart der Komponenten und, soweit erforderlich, der Komponente (C).
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Bei der Prepolymerisation wird die Komponente (A) einer Menge von üblicherweise 10–5 bis 2 × 10–2 mol/l, vorzugsweise 5 × 10–6 bis 102 mol/l verwendet. Die Prepolymerisations-Temperatur liegt im Bereich von –20 bis 80°C, vorzugsweise 0 bis 50°C, und die Prepolymerisations-Zeit beträgt 0,5 bis 100 h, vorzugsweise etwa 1 bis 50 h.
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Das für die Prepolymerisation verwendete Olefin ist ausgewählt aus Olefinen, die für die Polymerisation verwendet werden, und es wird vorzugsweise das gleiche Monomer verwendet, wie es für die Polymerisation verwendet wird, oder eine Gemisch aus dem gleichen Monomer, wie es für die Polymerisation verwendet wird, und einem α-Olefin.
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Bei dem Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, ist es erwünscht, daß das Übergangsmetallatom in einer Menge von etwa 10–6 bis 10–3 g-Atom, vorzugsweise 2 × 10–6 bis 3 × 10–4 g-Atom, pro 1 g des feinteiligen Trägers, auf diesem vorliegt, das Aluminiumatom in einer Menge von etwa 10–3 bis 10–1 g-Atom, vorzugsweise 2 × 10–3 bis 5 × 10–2 g-Atom, pro 1 g des feinteiligen Trägers, auf diesem vorliegt. Ferner ist es auch erwünscht, daß die Komponente (B-2) in einer Menge 5 × 10–7 bis 0,1 g-Atom, vorzugsweise 2 × 10–7 bis 3 × 10–2 g-Atom, in Werten für das in der Komponente (B-2) enthaltene Boratom, auf dem Träger vorliegt.
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Es ist erwünscht, daß die Menge des prepolymerisierten Polymers, das durch Prepolymerisation hergestellt worden ist, im Bereich von etwa 0,1 bis 500 g, vorzugsweise 0,3 bis 300 g, insbesondere 1 bis 100 g, pro 1 g des feinteiligen Trägers liegt.
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Der sechste Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, wird gebildet aus dem oben erwähnten fünften Olefin-Polymerisations-Katalysator (Komponente) und der Organoaluminium-Verbindung (C). Die Organoaluminium-Verbindung (C) wird in einer Menge von nicht mehr als 500 mol, vorzugsweise 5 bis 200 mol, pro ^1 g Übergangsmetallatom in der Komponente (A) verwendet.
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Der fünfte und sechste Olefin-Polymerisations-Katalysator kann andere Komponenten enthalten, die für die Olefin-Polymerisation geeignet sind, außer den oben beschriebenen Komponenten.
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Beispiele für die inerten Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, die für den fünften und sechsten Olefin-Polymerisations-Katalysator verwendet werden, sind die gleichen wie die für den ersten und zweiten Olefin-Polymerisations-Katalysator geeigneten.
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Das Propylen-Copolymer nach der Erfindung kann hergestellt werden durch Copolymerisieren von Propylen und Ethylen in Gegenwart von z. B. den oben erwähnten Olefin-Polymerisations-Katalysatoren. Die Copolymerisation kann durchgeführt werden als Flüssig-Phasen-Polymerisation (z. B. als Suspensions-Polymerisation und als Lösungs-Polymerisation) oder als Gasphasen-Polymerisation.
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Bei der Flüssig-Phasen-Polymerisation kann das gleiche Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel verwendet werden, wie es zur Herstellung des oben angegebenen Katalysators verwendet worden ist, und Propylen und/oder Ethylen können ebenfalls als Lösungsmittel verwendet werden
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Bei der Suspensions-Polymerisation liegt die Temperatur zum Copolymerisieren von Propylen und Ethylen im Bereich von üblicherweise –50 bis 100°C, vorzugsweise 0 bis 90°C. Bei der Lösungs-Polymerisation liegt die Temperatur im Bereich von üblicherweise 0 bis 250°C, vorzugsweise 20 bis 200°C. Bei der Gasphasen-Polymerisation liegt die Temperatur im Bereich von üblicherweise 0 bis 120°C, vorzugsweise 20 bis 100°C. Der Copolymerisations-Druck liegt üblicherweise bei Atmosphärendruck bis 100 kg/cm2, vorzugsweise Atmosphärendruck bis 50 kg/cm2. Die Copolymerisations-Reaktion kann entweder ansatzweise, halbkontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Ferner kann die Copolymerisation in zwei oder mehreren Stufen unter unterschiedlichen Reaktionsbedingungen durchgeführt werden.
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Das Molekulargewicht des erhaltenen Propylen-Copolymers kann gesteuert werden, indem man Wasserstoff gleichzeitig in dem Copolymerisations-System vorhanden sein läßt oder durch Variieren der Copolymerisations-Temperatur und des Copolymerisations-Drucks.
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Das Propylen-Elastomer nach der Erfindung ist ein statistisches Propylen/-Ethylen-Copolymer, enthaltend Propylen-Einheiten in einer Menge von 50 bis 95 mol%, vorzugsweise 60 bis 93 mol%, insbesondere 70 bis 90 mol%, und Ethylen-Einheiten in einer Menge von 5 bis 50 mol%, vorzugsweise 7 bis 40 mol%, insbesondere 10 bis 30 mol%.
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Das Propylen-Elastomer kann andere Einheiten, die von anderen Olefinen als Propylen und Ethylen abgeleitet sind, in einer Menge von nicht mehr als 10 mol% enthalten.
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Bei dem Propylen-Elastomer nach der Erfindung ist es erwünscht, daß die Triaden-Taktizität nicht geringer ist als 90,0%, vorzugsweise nicht geringer als 93%, insbesondere nicht geringer als 96%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, 0,05 bis 0,5%, vorzugsweise 0,05 bis 0,4%, insbesondere 0,05 bis 0,3%, und die Grundviskosität [η], gemessen in Decahydronaphthalin bei 135°C, 0,1 bis 12 dl/g, vorzugsweise 0,5 bis 12 dl/g, insbesondere 1 bis 12 dl/g beträgt.
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Ferner ist bei dem Propylen-Elastomer nach der Erfindung der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer günstigerweise nicht größer als 0,05%, vorzugsweise nicht größer als 0,03%.
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Das Propylen-Elastomer nach der Erfindung kann hergestellt werden durch Copolymerisieren von Propylen und Ethylen in Gegenwart von z. B. dem oben erwähnten Olefin-Polymerisations-Katalysator, der zur Herstellung des Propylen-Copolymers nach der Erfindung verwendet wird. Die Copolymerisation kann durchgeführt werden als Flüssig-Phasen-Polymerisation (z. B. eine Suspensions-Polymerisation und eine Lösungs-Polymerisation) oder als Gasphasen-Polymerisation.
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Bei der Flüssig-Phasen-Polymerisation kann das gleiche inerte Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel verwendet werden, wie es zur Herstellung des oben angegebenen Katalysators verwendet worden ist, und Propylen und/oder Ethylen können ebenfalls als Lösungsmittel verwendet werden
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Bei der Suspensions-Polymerisation liegt die Temperatur zum Copolymerisieren von Propylen und Ethylen im Bereich von üblicherweise –50 bis 100°C, vorzugsweise 0 bis 90°C. Bei der Lösungs-Polymerisation liegt die Temperatur im Bereich von üblicherweise 0 bis 250°C, vorzugsweise 20 bis 200°C. Bei der Gasphasen-Polymerisation liegt die Temperatur im Bereich von üblicherweise 0 bis 120°C, vorzugsweise 20 bis 100°C. Der Copolymerisations-Druck liegt üblicherweise bei Atmosphärendruck bis 100 kg/cm2, vorzugsweise Atmosphärendruck bis 50 kg/cm2. Die Copolymerisations-Reaktion kann entweder ansatzweise, halbkontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden. Ferner kann die Copolymerisation in zwei oder mehreren Stufen unter unterschiedlichen Reaktionsbedingungen durchgeführt werden.
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Das Molekulargewicht des erhaltenen Propylen-Copolymers kann gesteuert werden, indem man Wasserstoff gleichzeitig in dem Copolymerisations-System vorhanden sein läßt oder durch Variieren der Copolymerisations-Temperatur und des Copolymerisations-Drucks.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn), die Triaden-Taktizität (mm Fraktion), der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer auf die folgende Weise bestimmt.
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Molekulargewichtsverteilung (Mw/Mn)
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Mw/Mn wurde bestimmt aus einem Chromatogramm, das durch Gelpermeations-Chromatographie (GPC) (150-ALC/GPCTM, von Waters Co.) gemessen worden war. Die Messung wurde bei einer Temperatur von 140°C unter Anwendung einer Säule vom GMH-HT- und GMH-HLT-Typ (beide hergestellt von Toyo Soda K. K.) und o-Dichlorbenzol als Eluier-Lösungsmittel durchgeführt. Aus dem Chromatogramm wurden das Zahlenmittel-Molekulargewicht (Mn) und das Gewichtsmittel-Molekulargewicht (Mw), beide in Werten für Polypropylen, nach der Universalmethode (mit der Maßgabe, daß, wenn der Comonomergehalt nicht weniger als 10 mol% beträgt, Polystyrol-Standard angewandt wurde), berechnet, um Mw/Mn zu erhalten.
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Triaden-Taktizität (mm Fraktion)
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Die Triaden-Taktizität (mm Fraktion) des Propylen-Copolymers wird bestimmt durch Definieren als einen Anteil solcher Ketten von drei Propylen-Einheiten, bei denen die Richtungen der Methyl-Verzweigungen in der Propylenkette untereinander gleich sind und alle Propylen-Einheiten über Kopf-zu-Schwanz-Bindungen aneinander gebunden sind, wenn die Hauptketten durch ebene Zickzack-Strukturen dargestellt sind. Die Triaden-Taktizität (mm Fraktion) des Propylen-Copolymers kann bestimmt werden aus einen
13C-NMR-Spektrum des Propylen-Copolymers und der folgenden Formel:
wobei PPP(mm), PPP(mr) und PPP(rr) Peakflächen bezeichnen, die von den Methylgruppen der zweiten Einheiten in den folgenden drei Ketten von Propylen-Einheiten abgeleitet sind, bestehend jeweils aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen:
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Das 13NMR-Spektrum wird auf die folgende Weise gemessen. Eine Probe wird vollständig in einem gemischten Lösungsmittel, enthaltend etwa 0,5 ml Hexachlorbutadien, o-Dichlorbenzol oder 1,2,4-Trichlorbenzol und etwa 0,05 ml deuteriertes Benzol (d. h. Schleuß-Lösungsmittel) in einem NMR-Probenröhrchen (Durchmesser: 5 mm) gelöst und dann einer perfekten Protonen-Entkupplungs-Methode bei 120°C unterworfen, um das 13C-NMR-Spektrum zu messen. Die Messung wird unter den Bedingungen eines Kippwinkels von 45° und einem Pulsintervall von nicht weniger als 3,4 T1 (T1 ist ein Maximalwert für eine Spingitter-Erholungszeit der Methylgruppe) durchgeführt. Bei dem Polypropylen sind T1 der Methylengruppe und T1 der Methingruppe jeweils kürzer als bei der Methylgruppe, und daher ist die Magnetisierungs-Erholung aller Kohlenstoffatome unter diesen Bedingungen nicht kleiner als 99%. Bezogen auf die chemische Verschiebung ist die Methylgruppe der dritten Einheit der Kette aus fünf Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, auf 21,593 ppm eingestellt und die chemische Verschiebung des anderen Kohlenstoffpeaks wird bestimmt unter Anwendung des obigen Wertes als Bezug.
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Das Spektrum wird in den ersten Bereich (21,1–21,9 ppm), den zweiter Bereich (20,3–21,0 ppm) und den dritten Bereich (19,5–20,3 ppm) eingeteilt.
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In dem ersten Bereich ist die Resonanz der Methylgruppe der zweiten Einheit in der Kette von drei Propylen-Einheiten, angegeben durch PPP(mm).
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In dem zweiten Bereich ist die Resonanz der Methylgruppe der zweiten Einheit in der Kette von drei Propylen-Einheiten, angegeben durch PPP(mr) und der Methylgruppe (PPE-Methylgruppe) einer Propylen-Einheit, deren benachbarte Einheiten eine Propylen-Einheit und eine Ethylen-Einheit sind.
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In dem dritten Bereich ist die Resonanz der Methylgruppe der zweiten Einheit in der Kette von drei Propylen-Einheiten, angegeben durch PPP(rr) und der Methylgruppe (EPE-Methylgruppe) einer Propylen-Einheit, deren benachbarte Einheiten Ethylen-Einheiten sind.
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Ferner hat das Propylen-Copolymer die folgenden Strukturen (i), (ii) und (iii), die eine umgekehrt eingefügte Einheit enthalten.
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Von den von den Strukturen (i), (ii) und (iii) stammenden Peaks erscheinen die Peaks von dem Kohlenstoff A und dem Kohlenstoff B nicht in dem ersten bis dritten Bereich, da die Resonanz von Kohlenstoff A bei 17,3 ppm liegt und die Resonanz von Kohlenstoff B bei 17,0 ppm. Ferner beziehen sich der Kohlenstoff A und der Kohlenstoff B nicht auf die Kette von drei Propylen-Einheiten und daher ist es nicht erforderlich, diese Kohlenstoffe bei der Berechnung der Triaden-Taktizität zu berücksichtigen.
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Peaks von dem Kohlenstoff C, Kohlenstoff D und Kohlenstoff D' erscheinen in dem zweiten Bereich, und die Peaks von dem Kohlenstoff E und Kohlenstoff E' erscheinen in dem dritten Bereich.
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Von den Peaks in dem ersten bis dritten Bereich, wie oben angegeben, sind Peaks, die nicht auf der Kette von drei Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, beruhen, Peaks, die auf der PPE-Methylgruppe (Resonanz in der Nähe von 20,7 ppm), der EPE-Methylgruppe (Resonanz in der Nähe von 19,8 ppm), dem Kohlenstoff C, dem Kohlenstoff D, dem Kohlenstoff D', dem Kohlenstoff E und dem Kohlenstoff E' beruhen.
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Die Peakfläche, die auf der PPE-Methylgruppe beruht, kann berechnet werden durch die Peakfläche der PPE-Methingruppe (Resonanz in der Nähe von 30,6 ppm) und die Peakfläche, die auf der EPE-Methylgruppe beruht, kann berechnet werden durch die Peakfläche der EPE-Methingruppe (Resonanz in der Nähe von 32,96 ppm). Die Peakfläche, die auf dem Kohlenstoff C beruht, kann berechnet werden durch die Peakfläche der benachbarten Methingruppe (Resonanz in der Nähe von 31,3 ppm), die Peakfläche, die auf dem Kohlenstoff D beruht, kann berechnet werden durch ½ der Summe der Peakflächen der αβ-Methylen-Kohlenstoffe der Struktur (ii) (Resonanz in der Nähe von 34,3 ppm bzw. Resonanz in der Nähe von 34,5 ppm) und die Peakfläche, die auf dem Kohlenstoff D' beruht, kann berechnet werden durch die Peakfläche der benachbarten Methingruppe der Methylgruppe des Kohlenstoffs E' der oben erwähnten Struktur (iii) (Resonanz in der Nähe von 33,3 ppm), die Peakfläche, die auf dem Kohlenstoff E beruht, kann berechnet werden durch die Peakfläche der benachbarten Methingruppe (Resonanz in der Nähe von 33,7 ppm) und die Peakfläche, die auf dem Kohlenstoff E' beruht, kann berechnet werden durch die Peakfläche der benachbarten Methingruppe (Resonanz in der Nähe von 33,3 ppm).
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Folglich können durch Subtrahieren dieser Peakflächen von den gesamten Peakflächen des zweiten Bereichs und des dritten Bereichs die Peakflächen, die auf den Ketten von drei Propylen-Einheiten (PPP(mr) und PPP(rr)), bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, beruhen, erhalten werden.
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So können die Peakflächen von PPP(mm), PPP(mr) und PPP(rr) berechnet werden und damit kann die Triaden-Taktizität der Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, berechnet werden.
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Die Triaden-Taktizität (mm Fraktion) des Propylen-Homopolymers wird ebenfalls bestimmt durch Definieren als einen Anteil solcher Ketten von drei Propylen-Einheiten, bei denen die Richtungen der Methyl-Verzweigungen in der Propylenkette untereinander gleich sind und alle Propylen-Einheiten über Kopf-zu-Schwanz-Bindungen aneinander gebunden sind, wenn die Hauptketten durch ebene Zickzack-Strukturen dargestellt sind. Die Triaden-Taktizität (mm Fraktion) des Propylen-Homopolymers kann bestimmt werden aus einem
13C-NMR-Spektrum des Propylen-Copolymers und der folgenden Formel:
wobei PPP(mm), die gleiche Bedeutung hat, wie oben angegeben und ΣICH
3 die gesamten Flächen aller Peaks bezeichnet, die von den Methylgruppen abgeleitet sind.
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Bezogen auf die chemische Verschiebung ist die Methylgruppe der dritten Einheit bei der Kette aus fünf Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, auf 21,593 ppm eingestellt, und die chemische Verschiebung des anderen Kohlenstoffpeaks wird bestimmt unter Anwendung des obigen Wertes als Bezug.
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Bei diesem Standard erscheint der Peak der Methylgruppe der zweiten Einheit in der Kette aus drei Propylen-Einheiten, angegeben durch PPP(mm), im Bereich von 21,1 bis 21,9 ppm, der Peak der Methylgruppe der zweiten Einheit in der Kette aus drei Propylen-Einheiten, angegeben durch PPP(mr), erscheint im Bereich von 20,3 bis 21,0 ppm und der Peak der Methylgruppe der zweiten Einheit in der Kette aus drei Propylen-Einheiten, angegeben durch PPP(rr), erscheint im Bereich von 19,5 bis 20,3 ppm.
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Hier enthält das Propylen-Homopolymer eine kleine Menge einer Teilstruktur, umfassend umgekehrt eingefügte Propylen-Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung, angegeben durch die oben erwähnte Struktur (i), neben der regulären Struktur, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen von Propylen-Einheiten.
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Bei der irregulären Struktur, angegeben durch die oben erwähnte Struktur (i), wird die oben erwähnte Definition von PPP(mm) nicht angewandt auf den Kohlenstoff A, den Kohlenstoff B und den Kohlenstoff C. Der Kohlenstoff A und der Kohlenstoff B zeigen jedoch Resonanz im Bereich von 16,5 bis 17,5 ppm und der Kohlenstoff C in der Nähe von 20,7 ppm (PPP(mr)-Bereich). Bei der Teilstruktur, die umgekehrt eingefügte Einheiten enthält, müssen nicht nur der Peak der Methylgruppe, sondern auch die Peaks der benachbarten Methylen- und Methingruppe bestätigt werden. Daher sind der Kohlenstoff A, der Kohlenstoff B und der Kohlenstoff C nicht in dem Bereich von PPP(mm) enthalten.
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So kann die Triaden-Taktizität (mm Fraktion) des Propylen-Homopolymers aus der oben angegebenen Formel berechnet werden.
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Anteil der umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer
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Bei der Polymerisation findet hauptsächlich eine 1,2-Einfügung (Methylenseite ist an den Katalysator gebunden) des Propylen-Monomers statt, aber die 2,1-Einfügung davon findet auch manchmal statt. Daher enthalten das Propylen-Copolymer und das Propylen-Elastomer die umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung, angegeben durch die oben erwähnten Strukturen (i), (ii) und (iii). Der Anteil der umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung, wurde aus der folgenden Formel unter Anwendung von
13C-NMR berechnet.
- A:
- Iαβ [Strukturen (i) und (iii)]
- B:
- Iαβ [Struktur (ii)]
- C:
- Iαα
- D:
- Iαβ [Strukturen (i) und (iii)]
- E:
- Iαγ + Iαβ [Struktur (ii)] + Iαδ
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Die Bezeichnung dieser Peaks erfolgte in Übereinstimmung mit der Methode von Carman et al. (Rubber Chem. Technol., 44, 781 (1971)). Iαβ u. ä. bezeichnen die Peakflächen des αβ-Peaks u. ä.
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Das Homopolymer von Propylen enthält die umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung. Der Anteil der 2,1-Einfügungen von Propylen-Monomer zu den gesamten Propylen-Einfügungen wurde nach der folgenden Formel berechnet.
wobei ΣICH
3 wie oben definiert ist.
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Anteil der umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer
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Bei dem Propylen-Copolymer und dem Propylen-Elastomer wird die Menge der Kette mit drei Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügungen von Propylen, bestimmt aus dem βγ-Peak (Resonanz in der Nähe von 27,4 ppm).
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Das erfindungsgemäße Propylen-Copolymer ist ausgezeichnet in der Steifigkeit, Oberflächenhärte, Wärmebeständigkeit, Transparenz, Heißversiegelungs-Eigenschaften, Antiblockbildungs-Eigenschaften, und Antiausblut-Eigenschaften und geeignet für Filme, Folien, Behälter, gestreckte Garne, Vliesstoffe usw.
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Das erfindungsgemäße Propylen-Elastomer ist ausgezeichnet in der Wärmebeständigkeit, Stoßabsorptiosfähigkeit, Transparenz, Heißversiegelungs-Eigenschaften und Antiblockbildungs-Eigenschaften. Daher kann es allein für Filme, Folien usw. verwendet werden, und darüber hinaus kann es günstig als Modifiziermittel für ein thermoplastisches Harz verwendet werden.
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Beispiele
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Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf die folgenden Beispiele mehr im Detail erläutert, soll aber in keiner Weise durch diese Beispiele beschränkt sein.
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Nach der vorliegenden Erfindung werden die Grundviskosität [η] und die Zusammensetzung des Copolymers nach den folgenden Methoden bestimmt.
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Ferner werden in einigen Beispielen die Temperatur des Beginns des Heißversiegelns und die Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach Wärmebehandlung, der Schmelzpunkt (Tm), die Fließfähigkeit (MFR), die Izod Schlagfestigkeit (IZ) und die Folien-Schlagfestigkeit nach den folgenden Methoden gemessen.
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Grundviskosität [η]
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Die Grundviskosität [η] wurde bestimmt in Decahydronaphthalin bei 135°C und angegeben in dl/g.
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Zusammensetzung des Copolymers
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Die Zusammensetzung des Propylen-Copolymers wird gemessen durch 132C-NMR.
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Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach Wärmebehandlung
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Bezogen auf eine mit einem T-Spritzkopf erhalten Folie mit einer Breite von 30 cm und einer Dicke von 50 μm, hergestellt unter Anwendung eines Einzelschneckenextruders mit einem Durchmesser von 30 mm bei einer Harztemperatur von 210°C (an einem Teil des Würfelschneiders des Extruders), einer Aufnahmegeschwindigkeit von 3 m/min und einer Temperatur der Kühlrolle von 25°C, wurde eine Heißversiegelung von zwei Folien durchgeführt unter Anwendung einer Heißversiegel-Vorrich tung durch Versiegeln mit verschiedenen Temperaturen des Siegelstabs bei einem Heißsiegeldruck von 2 kg/cm2, einer Siegelzeit von 1 s und einer Breite von 5 mm, um eine versiegelte Folie mit einer Breite von 15 mm herzustellen. Die oben erhalten versiegelte Folie wurde über Nacht liegen gelassen.
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Die Temperatur des Beginns des Heißversiegelns ist definiert als die Temperatur der Heißversiegel-Vorrichtung, bei der der Abziehwiderstand der versiegelten Folie 300 g/25 mm wird, unter solchen Bedingungen, daß die versiegelte Folie bei 23°C, einer Abziehgeschwindigkeit von 200 mm/min und einem Abziehwinkel von 180° abgezogen wird.
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Getrennt wurde eine andere versiegelte Folie 7 Tage einer Wärmebehandlung bei 50°C unterworfen. Die Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung wurde gemessen unter Anwendung des wärmebehandelten Probestücks.
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Schmelzpunkt (Tm)
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Der Schmelzpunkt wurde aus einer exothermen Kurve bestimmt, die erhalten worden war durch Erhitzen von etwa 5 mg einer Probe, die einen Aluminiumtiegel eingebracht worden war, auf 200°C mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min, 5 min langes Halten auf 200°C und anschließendes Abkühlen auf Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von 20°C/min und erneutes Erhitzen mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min. Die Messung wurde durchgeführt unter Anwendung einer Vorrichtung vom DSC-7-Typ von Perkin Elmer Co.
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Fließfähigkeit (MFR)
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Die Fließfähigkeit wird gemessen entsprechend ASTM D 1238 unter einer Last von 2,16 kg bei 230°C.
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Izod Schlagfestigkeit (IZ)
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Die IZ wird gemessen entsprechend ASTM D 256 bei 23°C unter Anwendung eines gekerbten Probestücks von 12,7 mm (Breite) × 6,4 mm (Dicke) × 64 mm (Länge).
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Das Probenstück wird hergestellt durch Spritzguß bei einer Harztemperatur von 200°C UND EINER Form-Temperatur von 40°C unter Anwendung einer Polypropylen-Masse, die erhalten worden ist durch trockenes Vermischen von 20 Gew.% eines Polymers nach der vorliegenden Erfindung und 80 Gew.% eines Polypropylens HIPOLTM; J 700, Fließfähigkeit: 11 g/10 min (bei 230°C) Dichte 0,91, hergestellt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.) und Verkneten in der Schmelze bei 200°C unter Anwendung eines Doppelschneckenextruders.
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Folien-Schlagfestigkeit
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Die Folien-Schlagfestigkeit wird gemessen mit Hilfe eines Folien-Schlagfestigkeits-Testers (hergestellt von Toyo Seiki K. K, Durchmesser des Schlagkopfes ½ inch (12,7 mm)).
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Beispiel 1
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Synthese von rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-phenlindenyl))zirkoniumdichlorid
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Synthese von 3-(2-Biphenyl)-2-ethylpropionsäure
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In einen 500-ml 4-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührer, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 13,46 g (120 mmol) Kalium-ter.-butoxid, 100 ml Toluol und 20 ml N-Methylpyrrolidon gegeben. Zu diesem Gemisch wurde eine Lösung, enthaltend 20,7 g (110 mmol) Diethylethymalonat, gelöst in 50 ml Toluol unter Stickstoffatmosphäre zugegeben, während auf 60°C erwärmt wurde. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 1 h bei dieser Temperatur gerührt. Dann wurde zu dem erhaltenen Gemisch eine Lösung, enthaltend 20,27 g (100 mmol) 2-Phenylbenzylbromid, gelöst in 30 ml Toluol, zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur erhöht und das erhaltene Gemisch 2 h unter Rückfluß gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 200 ml Wasser gegossen und das erhaltene Gemisch durch Zugabe von 2 N HCl auf pH 1 gebracht. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wäßrige Phase wurde weiter dreimal mit 100 ml Toluol extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, bis das erhaltene Material neutralisiert war, und anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft unter Bildung von 36,7 g einer gelb-orangefarbenen Flüssigkeit.
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In einen 1-l 4-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührer, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 67,3 g (1,02 mol) Kaliumhydroxid und 160 ml einer wäßrigen Lösung von Methanol (Methanol/Wasser = 4/1 (Vol./Vol.)) eingebracht. Zu dem Gemisch wurde eine Lösung, enthaltend das oben erhaltene Konzentrat, gelöst in 50 ml einer wäßrigen Lösung von Methanol (Methanol/Wasser = 4/1 (Vol./Vol.)) bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur erhöht und das erhaltene Gemisch 4 h unter Rückfluß gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und der erhalten ausgefallene Feststoff abfiltriert. Der Rückstand wurde in Wasser gelöst und durch Zugabe von Schwefelsäure auf pH 1 angesäuert. Die erhaltene Lösung wurde fünfmal mit 100 ml Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft unter Bildung von 24,2 g eines weißen Feststoffs.
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Dann wurden in einen 300-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler und einem Thermometer versehen war, 24,2 g des oben erhaltenen weißen Feststoffs, 56 ml Essigsäure, 37 ml Wasser und 13,1 ml konz. Schwefelsäure eingebracht und das Gemisch wurde 6 h unter Stickstoffatmosphäre unter Rückfluß gerührt. Nach vollständiger Reaktion wurde die Essigsäure unter vermindertem Druck abgedampft. Zu dem erhaltenen Material wurden 50 ml Wasser zugegeben, das dann dreimal mit 50 ml Methylenchlorid extrahiert wurde. Die vereinigte organische Phase wurde mit 50 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen und anschließend über wasserfreiem Na
2SO
4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wurde über Silicagel chromatographiert (eluiert mit Hexan/Ethylacetat (2/1) und Hexan/-Ethylacetat (1/1) Vol.-Teile), unter Bildung von 13,7 g des gewünschten Produktes als weißer Feststoff. (Ausbeute: 54%).
FD-MS: 254 (M
+)
Fp.: 91,5–94,0°C
NMR (CDCl
3, 90 Hz): δ = 0,71 (t, J = 7,2 Hz, 3H, CH
3);
1,16–1,58 (m, 2H);
2,61–2,99 (m, 2H);
6,89–7,47 (m, 9H)
IR (KBr-Scheibe): 1696 cm
–1 (ν
c=0)
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Synthese von 3-(2-Biphenyl)-2-ethylpropionyl-chlorid
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In einen 300-ml 1-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Thermometer und einer NaOH-Falle versehen war, wurden 13,3 g (52,4 mmol) 3-(2-Biphenylyl)-2-ethylpropionsäure und 25,9 g (355 mmol) Thionylchlorid gegeben und das erhaltene Gemisch wurde 2,5 h unter Stickstoffatmosphäre unter Rückfluß gerührt. Nach vollständiger Reaktion wurde nicht umgesetztes Thionylchlorid unter vermindertem Druck abgedampft unter Bildung von 15,2 g eines rohen Produktes als gelb-orangefarbene Flüssigkeit. Das so erhaltene Säurechlorid wurde ohne weitere Reinigung für die nächste Reaktion verwendet.
IR (pur): 1786 cm–1 (νc=0)
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Synthese von 4-Ethyl-2-phenyl-1-indanon
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In einen 200-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter einem Thermometer und einer NaOH-Falle versehen war, wurden 8,04 g (60,3 mmol) wasserfreies Aluminiumchlorid und 50 ml Schwefelkohlenstoff gegeben. Zu dem Gemisch wurde eine Lösung, enthaltend 15,2 g (52,4 mmol) des oben erhaltenen 3-(2-Biphenylyl)-2-ethylpropionyl-chlorids unter Stickstoffatmosphäre bei 0°C zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur in dem Kolben auf Raumtemperatur erhöht und das Reaktionsgemisch 1 h gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 200 ml Eiswasser gegossen und zweimal mit 100 ml Ether extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit 100 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von NaHCO
3 und weiter mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na
2SO
4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wurde über Silicagel chromatographiert (eluiert mit Hexan/Ethylacetat (10/1) Vol.-Teile), unter Bildung von 10,8 g des gewünschten Produktes als gelber Feststoff. (Ausbeute: 88%).
NMR (CDCl
3, 90 MHz): δ = 0,98 (t, J = 7,2 Hz, 3H, CH
3);
1,60–2,20 (m, 2H);
2,80 (dd, J = 3,8 Hz, 16,5 Hz, 1H);
3,36 (dd, J = 7,6 Hz, 16,5 Hz, 1H);
7,09–7,91 (m, 8H)
IR (pur): 1705 cm
–1 (ν
c=0)
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Synthese von 2-Ethyl-1-hydroxy-4-phenylinden
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In einen 200-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 0,85 g (22,6 mmol) Natriumborhydrid und 28 ml Ethanol gegeben. Zu dem Gemisch wurde eine Lösung, enthaltend 10,6 g (45,1 mmol) des oben erhaltenen 2-Ethyl-4-phenyl-1-indanons, gelöst in 20 ml Ethanol bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur auf 50°C erhöht und das Reaktionsgemisch 3,5 h gerührt. Nach vollständiger Reaktion wurde das nicht umgesetzte Natriumborhydrid mit Aceton zersetzt. Dann wurde das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck eingeengt und dann in 50 ml Wasser gelöst und mit 50 ml Ether extrahiert. Nachdem die organische Phase abgetrennt worden war, wurde die wäßrige Phase zweimal mit 50 ml Ether extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit 100 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na
2SO
4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft unter Bildung von 10,67 g des gewünschten Produktes als cremeartige blaßgelbe Flüssigkeit (Gemisch von zwei Arten von Isomeren) (Ausbeute: 99%).
NMR (CDCl
3, 90 MHz): δ = 1,02 (t, J = 7,1 Hz, 3H, CH
3);
1,31–3,28 (m, 5H);
7,10–7,66 (m, 8H)
IR (pur): 3340 cm
–1 (ν
c=0)
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Synthese von 2-Ethyl-4-phenylinden
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In einen 300-ml 4-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 9,78 g (41,3 mmol) 2-Ethyl-1-hydroxy-4-phenylindan, 17,2 ml (123,8 mmol) Triethylamin, 0,25 g (2,1 mmol) 4-Dimethylaminopyridin und 98 ml Methylenchlorid gegeben. Zu dem Gemisch wurde eine Lösung, enthaltend 6,4 g (82,5 mmol) Methansulfonylchlorid, gelöst in 6,5 ml Methylenchlorid unter Stickstoffatmosphäre bei 0°C zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 3,5 h bei dieser Temperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 250 ml Eiswasser gegossen. Dann würde die organische Phase abgetrennt und die wäßrige Phase weitere zweimal mit 50 ml Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von NaHCO3 und dann mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wurde über Silicagel chromatographiert (eluiert mit Hexan), unter Bildung von 6,56 g des gewünschten Produktes als blaß-gelbe Flüssigkeit. (Ausbeute: 73%).
NMR (CDCl3, 90 MHz): δ = 1,20 (t, J = 7,6 Hz, 3H, CH3);
2,49 (q, J = 7,6 Hz, 2H);
3,41 (s, 2H);
6,61, 6,72 (jeweils bs, insgesamt 1H);
7,09–8,01 (m, 8H)
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Synthese von Dimethylsilyl-bis(2-ethyl-4-phenylinden)
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In einen 200-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 5,0 g (22,8 mmol) 2-Ethyl-4-phenylinden, 80 mg (0,63 mmol) Kupferthiocyanat und 50 ml wasserfreier Ether gegeben. Zu dem Gemisch wurden nach und nach 15,7 ml (25,1 mmol) einer 1,6 M Lösung von n-Butyllithium in Hexan unter Stickstoffatmosphäre bei 0°C zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur auf Raumtemperatur erhöht und das Reaktionsgemisch 1 h gerührt. Dann wurde zu dem Reaktionsgemisch nach und nach eine Lösung, enthaltend 1,52 ml (12,6 mmol) Dimethyldichorsilan, gelöst in 4,5 ml wasserfreiem Ether, zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 12 h bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde durch Celite filtriert und das Filtrat auf 50 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Ammoniumchlorid gegossen. Nach Abtrennen der organischen Phase wurde die wäßrige Phase mit 50 ml Ether extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na
2SO
4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wurde über Silicagel chromatographiert (eluiert mit Hexan und Hexan/Methylenchlorid (20/1) Vol.-Teile), unter Bildung von 4,5 g des gewünschten Produktes (Gemisch von zwei Arten von Isomeren) als blaß-gelber Feststoff. (Ausbeute: 80%).
NMR (CDCl
3, 90 MHz): δ = –0,23, –0,17 (jeweils s, insgesamt 6H, Si-CH
3)
1,12, 1,19 (jeweils t, jeweils J = 7,4 Hz, 6H, CH
3);
2,44 (bq, J = 7,4 Hz, 4H);
6,75 (bs, 2H, 3-H-Ind);
6,88–7,74 (m, 16H)
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Synthese von rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-phenylindenyl))zirkoniumdichlorid
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In einen 50-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Rückflußkühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 0,84 g (1,69 mmol) Dimethylsilyl-bis(2-ethyl-4-phenylinden) und 17 ml wasserfreier Ether gegeben. Zu dem Gemisch wurden nach und nach 2,25 ml (3,56 mmol) einer 1,58 M Lösung von n-Butyllithium in Hexan bei Raumtemperatur zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 13,5 h bei Raumtemperatur gerührt. Zu der erhaltenen Lösung wurden nach und nach 0,395 g (1,69 mmol) ZrCl4 bei –70°C zugetropft. Nach vollständiger Zugabe konnte sich das Reaktionsgemisch über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck bei Raumtemperatur abgedampft. Zu dem erhaltenen Material wurden 30 ml Methylenchlorid zugegeben. Dann wurde das unlösliche Material abfiltriert und das Filtrat eingeengt und bei Raumtemperatur auskristallisiert. Nach Abfiltrieren des Niederschlags wurde der Rückstand zweimal mit 3 ml wasserfreiem Ether gewaschen und anschließend unter vermindertem Druck getrocknet, unter Bildung von 0,17 g des gewünschten Produktes als orange-gelber Feststoff. (Ausbeute: 15%).
NMR (CDCl3, 90 MHz): δ = 1,09 (t, J = 7,3 Hz, 6H, CH3)
1,34, (s, 6H, Si-CH3);
2,46 (quin, J = 7,3 Hz, 2H);
2,73 (quin, J = 7,3 Hz, 2H);
6,96 (s, 2H, 3-H-Ind);
6,99–7,88 (m, 16H)
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Beispiel 2
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In einen 500-ml Gasdurchlauf-Glasreaktor, der gründlich mit Stickstoff gespült worden war, wurden 250 ml Toluol eingebracht. Der Reaktor wurde auf 0°C gekühlt und das Reaktionssystem ausreichend gesättigt durch Durchleiten von Propylen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 160 l/h und Ethylen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 40 l/h. Dann wurden in den Reaktor 0,25 mmol Triisobutylaluminium, 0,5 mmol (in Werten für Al-Atom) Methylaluminoxan und 0,001 mmol (in Werten für Zr-Atom) rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-phenylindenyl))zirkoniumdichlorid zugegeben. Während die Temperatur des Reaktionssystems auf 0°C gehalten wurde, wurde die Polymerisation 10 min durchgeführt. Die Polymerisation wurde durch Zugabe einer kleinen Menge Methanol abgebrochen. Die Polymerisations-Suspension wurde auf 2 l Methanol, enthaltend eine kleine Menge Salzsäure, gegossen, die dann ausreichend gerührt und filtriert wurde. Das erhaltene Polymer wurde mit einer großen Menge Methanol gewaschen und 10 h bei 80°C getrocknet.
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Die Menge des so erhaltenen Polymers betrug 5,62 g. Die Polymerisations-Aktivität war 33,7 kg Polymer/mmol Zr·h. Der Ethylengehalt war 3,9 mol%, die Grundviskosität [η] war 1,80 dl/g, Mw/Mn war 2,15 und Tm war 126°C. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität 99,3%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,12% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, war geringer als die untere Nachweisgrenze (kleiner als 0,03%).
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Die Folie aus dem Polymer hatte eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns von 129°C und eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung von 132°C.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 3
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Die Polymerisation wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß das Reaktionssystem ausreichend gesättigt wurde durch Durchleiten von Propylen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 140 l/h bzw. Ethylen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 60 l/h. Die so erhaltene Polymerlösung wurde auf 2 l Methanol, enthaltend eine kleine Menge Salzsäure, gegossen, um ein Polymer auszufällen. Das Methanol wurde ausreichend entfernt, und das erhaltene Polymer 10 h bei 130°C getrocknet.
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Die Menge des so erhaltenen Polymers betrug 6,63 g. und die Polymerisations-Aktivität war 39,8 kg Polymer/mmol Zr·h. Der Ethylengehalt war 8,7 mol%, die Grundviskosität [η] war 1,66 dl/g, Mw/Mn war 2,46 und Tm war 105°C. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität 99,2%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,12% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, war geringer als die untere Nachweisgrenze (kleiner als 0,03%).
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Die Folie aus dem Polymer hatte eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns von 106°C und eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung von 109°C.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 4
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Die Polymerisationsreaktion wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß das Reaktionssystem ausreichend gesättigt wurde durch Durchleiten von Propylen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 l/h bzw. Ethylen mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 100 l/h. Die so erhaltene Polymerlösung wurde auf 2 l Methanol, enthaltend eine kleine Menge Salzsäure, gegossen, um ein Polymer auszufällen. Das Methanol wurde ausreichend entfernt, und das erhaltene Polymer 10 h bei 130°C getrocknet.
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Die Menge des so erhaltenen Polymers betrug 8,95 g. und die Polymerisations-Aktivität war 53,7 kg Polymer/mmol Zr·h. Der Ethylengehalt war 28,9 mol%, die Grundviskosität [η] war 1,34 dl/g, Mw/Mn war 1,95. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität 98,5%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,09% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, war geringer als die untere Nachweisgrenze (kleiner als 0,03%).
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Das Copolymer hatte eine Izod Schlagfestigkeit von 28 kg·cm/cm und eine Folien-Schlagfestigkeit von 5300 kg·cm/cm.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 5
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Synthese von rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-(1-naphthyl)indenyl))zirkoniumdichlorid
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Synthese von 3-(2-Bromphenylyl)-2-ethylpropionsäure
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In einen 2-l 4-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührer, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 44,2 g (394 mmol) Kalium-ter.-butoxid, 392 ml Toluol und 30 ml N-Methylpyrrolidon gegeben. Zu diesem Gemisch wurde eine Lösung, enthaltend 61,2 g (325 mmol) Diethyl-ethylmalonat, gelöst in 61 ml Toluol unter Stickstoffatmosphäre bei 60°C zugegeben. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 1 h bei dieser Temperatur gerührt. Dann wurde zu dem erhaltenen Gemisch eine Lösung, enthaltend 75,4 g (302 mmol) 2-Brombenzylbromid, gelöst in 75 ml Toluol zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur erhöht und das erhaltene Gemisch 5 h unter Rückfluß gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 300 ml Wasser gegossen und durch Zugabe von 10% Schwefelsäure auf pH 1 gebracht. Die organische Phase wurde abgetrennt und die wäßrige Phase wurde dreimal mit 100 ml Ether extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit 200 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat und dann 150 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid dreimal gewaschen und anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft unter Bildung von 111,1 g eines Konzentrats als gelbe Flüssigkeit.
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In einen 2-l 4-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührer, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 195 g (2,96 mol) Kaliumhydroxid und 585 ml einer wäßrigen Lösung von Methanol (Methanol/Wasser = 4/1 (Vol./Vol.)) eingebracht. Zu dem Gemisch wurde das oben erhaltene Konzentrat bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur erhöht und das erhaltene Gemisch 3 h unter Rückfluß gerührt. Anschließend wurde die Temperatur auf Raumtemperatur abgekühlt und der ausgefallene weiße Feststoff abfiltriert. Das Filtrat wurde eingeengt und gekühlt, um einen zweiten Anteil zu erhalten. Das gleiche Verfahren wie oben wurde wiederholt, um einen dritten Anteil zu erhalten. Die vereinigten Anteile wurden in Hexan aufgeschlämmt und filtriert. Der so erhalten Feststoff wurde getrocknet unter Bildung von 101,5 g eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde in 400 ml Wasser gelöst und die erhaltene Lösung wurde durch Zugabe von 50%iger H2SO4 Aq. auf pH 1 angesäuert. Das erhaltene Gemisch wurde fünfmal mit 200 ml Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft unter Bildung von 74,2 g eines harten weißen Feststoffs.
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Dann wurde der oben erhaltene weiße Feststoff in einen 300-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Thermometer versehen war, eingebracht. Dann wurde der Feststoff auf 200°C erhitzt und 5 h unter Stickstoffatmosphäre gerührt. Nach vollständiger Reaktion wurde das Reaktionsprodukt auf Raumtemperatur abgekühlt unter Bildung von 61,2 g des gewünschten Produktes als blaß gelb-weißer Feststoff. (Ausbeute: 79%).
FD-MS: 256 (M+), 258 (M+ + 2)
NMR (CDCl3, 90 Hz): δ = 1,0 (t, J = 7,0 Hz, 3H, CH3);
1,40–1,85 (m, 2H);
2,53–3,12 (m, 3H);
6,88, 7,66 (m, 3H)
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Synthese von 3-(2-Bromphenyl)-2-ethylpropionyl-chlorid
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In einen 300-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Thermometer und einer NaOH-Falle versehen war, wurden 60,86 g (237 mmol) 3-(2-Bromphenyl)-2-ethylpropionsäure, 40 ml Benzol und 120 ml Thionylchlorid gegeben und das Gemisch 1,5 h unter Stickstoffatmosphäre unter Rückfluß gerührt. Nach vollständiger Reaktion wurde nicht umgesetztes Thionylchlorid unter vermindertem Druck abdestilliert unter Bildung eines rohen Produktes als gelbe Flüssigkeit. Das so erhaltene Säurechlorid wurde ohne weitere Reinigung für die nächste Reaktion verwendet.
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Synthese von 4-Brom-2-ethyl-1-indanon
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In einen 1-l 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter, einem Thermometer und einer NaOH-Falle versehen war, wurden 36,3 g (272 mmol) wasserfreies Aluminiumchlorid und 280 ml Schwefelkohlenstoff gegeben. Zu dem Gemisch wurde eine Lösung, enthaltend das oben erhaltene 3-(2-Bromphenyl)-2-ethylpropionyl-chlorid, gelöst in 50 ml Schwefelkohlenstoff, unter Stickstoffatmosphäre bei 0°C zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur in dem Kolben auf Raumtemperatur erhöht und das Reaktionsgemisch 1 h gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 1 l Eiswasser gegossen und zweimal mit 300 ml Ether extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit 100 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von NaHCO3 und dann einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft unter Bildung von 56,9 g des gewünschten Produktes als leicht cremeförmige rotbraune Flüssigkeit. Das so erhaltene Keton wurde für die nächste Reaktion ohne weitere Reinigung verwendet
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Synthese von 4-Brom-2-ethyl-1-trimethylsilyloxyindan
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In einen 500-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 4,97 g (118 mmol) Natriumborhydrid und 200 ml Ethanol gegeben. Zu dem Gemisch wurde eine Lösung, enthaltend 56,93 g des oben erhaltenen 4-Brom-2-ethyl-1-indanons, gelöst in 85 ml Ethanol, bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch weitere 4 h gerührt. Nach vollständiger Reaktion wurde das Reaktionsgemisch gekühlt und das nicht umgesetzte Natriumborhydrid durch Aceton zersetzt. Dann wurde das Reaktionsgemisch unter vermindertem Druck eingeengt und in 300 ml Wasser gelöst und mit 300 ml Ether extrahiert. Nach Abtrennen der organischen Phase wurde die wäßrige Phase dreimal mit 100 ml Ether extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde dreimal mit 150 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft unter Bildung von 58,92 g des gewünschten Produktes als fleischfarbener Feststoff.
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In einen 500-ml 4-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 58,91 g (244 mmol) des oben erhaltenen Feststoffs, 43,3 ml (307 mmol) Triethylamin und 280 ml Methylenchlorid gegeben. Zu dem Gemisch wurde nach und nach eine Lösung, enthaltend 37,2 ml (293 mmol) Me3SiCl, gelöst in 15 ml Methylenchlorid, unter Stickstoffatmosphäre bei 0°C zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur auf Raumtemperatur erhöht und das Reaktionsgemisch weitere 3,5 h gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 100 ml Wasser gegossen. Dann wurde die organische Phase abgetrennt und die wäßrige Phase zweimal mit 100 ml Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde dreimal 100 ml Wasser gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wurde unter vermindertem Druck destilliert unter Bildung von 69,9 g des gewünschten Produktes (Gemisch von zwei Isomeren) als farblose Flüssigkeit. (Gesamtausbeute: 95% von 3-(2-Bromphenylyl)-2-ethylpropionsäure).
Fp. 133–135°C/2 mm Hg
FD-MS: 312 (M+), 314 (M+ + 2)
NMR (CDCl3, 90 MHz): δ = 0,17, 0,24 (jeweils s, insgesamt 9H, Si-CH3);
0,79–1,12 (m, 3H);
1,16–3,31 (m, 5H);
4,82, 5,10 (jeweils bd, jeweils J = 6,4 Hz, insgesamt 1H, -CH-O-);
6,91–7,46 (m, 3H)
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Synthese von 2-Ethyl-4-(1-naphthyl)phenylinden)
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In einen 300-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 11,4 g (36,4 mmol) 4-Brom-2-ethyl-1-trimethylsilyloxyindan, 0,13 g (0,18 mmol) PdCl2 (dppf) und 35 ml wasserfreier Ether gegeben. Zu dem erhaltenen Gemisch wurden 101 ml (72,8 mmol) einer 0,72 M Lösung von 1-Naphthylmagnesiumbromid in Ether/Benzol bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 1 h gerührt. Dann wurde die Temperatur in dem Kolben auf 50–51°C erhöht und das Reaktionsgemisch weitere 5 h gerührt. Nach vollständiger Reaktion wurden zu dem Reaktionsgemisch 135 ml 5 N Salzsäure bei 0°C zugegeben, um die überschüssige Menge an Grignard Reagens zu zersetzen und das erhaltene Gemisch wurde zweimal mit 100 ml Ether extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat und dann mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft, unter Bildung von 20,5 g eines Produktes als rötlich-braune Flüssigkeit.
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Dann wurde die oben erhaltene rötlich-braune Flüssigkeit mit 20 ml Tetrahydrofuran verdünnt. Zu dem Gemisch wurden 5 ml 12% Salzsäure zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Nach vollständiger Reaktion wurden zu dem Reaktionsgemisch 100 ml Ether zugegeben und die organische Phase abgetrennt. Die organische Phase wurde mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat und dann mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, und anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Der Rückstand wurde über Silicagel (Silicagel 60 von Merck Co. 70–230 mesh, eluiert mit Hexan und dann mit Hexan/Ethylacetat (1/3 Vol.-Teile)) chromatographiert, unter Bildung von 9,0 g des gewünschten Produktes (Gemisch von zwei Isomeren) als gelber Feststoff. (Ausbeute: 98%).
FD-MS: 270 (Mt)
NMR (CDCl3, 90 MHz): δ = 1,20 (t, J = 7,4 Hz, 3H, CH3);
2,38 (bq, J = 7,4 Hz, 2H);
3,02, 3,42 (jeweils s, insgesamt 2H);
6,54 (bs, 1H);
6,19–8,12 (m, 10H)
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Synthese von Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-(1-naphthyl)inden))
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In einen 200-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Dimroth-Kühler, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden 4,97 g (18,4 mmol) 2-Ethyl-4-(1-naphthyl)inden, 50 mg (0,51 mmol) Kupferthiocyanid und 53 ml wasserfreier Ether gegeben. Zu dem Gemisch wurden nach und nach 12,8 ml (20,2 mmol) einer 1,58 M Lösung von n-Butyllithium in Hexan unter Stickstoffatmosphäre bei –10°C zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Temperatur auf Raumtemperatur erhöht und das Reaktionsgemisch 4 h gerührt. Dann wurde zu dem Reaktionsgemisch nach und nach eine Lösung, enthaltend 1,24 ml (10,1 mmol) Dimethyl-dichorsilan, gelöst in 5 ml wasserfreiem Ether, zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 15 h bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 50 ml einer gesättigten wäßrigen Lösung von Ammoniumchlorid gegossen und durch Celite filtriert. Die organischen Phase wurde abgetrennt und die wäßrige Phase mit 50 ml Ether extrahiert. Die vereinigte organische Phase wurde mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid gewaschen, anschließend über wasserfreiem Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abgedampft Der Rückstand wurde über Silicagel chromatographiert (eluiert mit Hexan), unter Bildung von 3,2 g des gewünschten Produktes (Gemisch von zwei Isomeren) als gelber Feststoff. (Ausbeute: 58%).
FD-MS: 596 (M+)
NMR (CDCl3, 90 MHz): δ = –0,20, –0,20 (jeweils s, insgesamt 6H, Si-CH3)
0,82–1,41 (m, 6H, CH3);
2,23, 2,74 (m, 4H);
3,84–4,10 (m, 2H, -CH-Si));
6,20, 6,30 (jeweils bd, 2H);
6,98–8,14 (m, 20H)
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Synthese von rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-(1-naphthyl)indenyl))zirkoniumdichlorid
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In einen 100-ml 3-Hals-Rundkolben, der mit einem Rührstab, einem Rückflußkühler mit Perlen, einem Tropftrichter und einem Thermometer versehen war, wurden unter Argonatmosphäre 2,0 g (3,36 mmol) Dimethylsilyl-bis(2-ethyl-4-(1-naphthyl)inden) und 40 ml wasserfreier Ether gegeben. Zu dem Gemisch wurden nach und nach 4,58 ml (7,06 mmol) einer 1,54 M Lösung von n-Butyllithium in Hexan bei Raumtemperatur zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 17,5 h gerührt. Die erhaltene Reaktionslösung wurde auf –75°C gekühlt. Dann wurden zu der Lösung nach und nach 0,83 g (3,56 mmol) ZrCl4 zugetropft. Nach vollständiger Zugabe konnte sich das Reaktionsgemisch über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen.
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Die so erhaltene rot-gelbe Reaktions-Aufschlämmung wurde filtriert und mit 45 ml wasserfreiem Ether gewaschen. Zu dem Rückstand wurden 60 ml Methylenchlorid und 40 ml wasserfreier Ether zugegeben und das unlösliche Material abfiltriert. Das Filtrat wurde bei Raumtemperatur zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wurde in 15 ml Methylenchlorid gelöst und auf etwa 1/3 des Gesamtvolumens des Gemischs eingeengt. Dann wurden 2 ml wasserfreier Ether zugegeben, um einen Niederschlag zu erhalten. Der Niederschlag wurde abfiltriert und mit 2 ml wasserfreiem Ether gewaschen und anschließend unter vermindertem Druck getrocknet, unter Bildung von 0,12 g des gewünschten Produktes als gelb-orangefarbenes Pulver. (Ausbeute: 5%).
NMR(CDCl3, 90 MHz): δ = 1,04 (t, J = 7,4 Hz, 6H, CH3)
1,38, (s, 6H, Si-CH3);
2,12–3,02 (m, 4H);
6,53 (s, 2H, 3-H-Ind);
6,86–8,02 (m, 20H)
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Beispiel 6
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Die Polymerisationsreaktion wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß das rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-(1-naphthyl)indenyl))zirkoniumdichlorid anstelle des rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-ethyl-4-phenylindenyl))zirkoniumdichlorids als Übergangsmetallverbindungs-Katalysator-Komponente verwendet wurde.
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Die Menge des so erhaltenen Polymers betrug 2,08 g. und die Polymerisations-Aktivität war 12,5 kg Polymer/mmol Zr·h. Der Ethylengehalt war 7,9 mol%, die Grundviskosität [η] war 1,39 dl/g, Mw/Mn war 2,33 und Tm war 109°C. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität 99,2%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,10% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, war geringer als die untere Nachweisgrenze (kleiner als 0,03%).
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Die Folie aus dem Polymer hatte eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns von 106°C und eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung von 110°C.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 7
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In einen 200-ml Reaktor, der mit einem Rührblatt versehen und gründlich mit Stickstoff gespült worden war, wurden 80 l Hexan, 80 mmol Triisobutylaluminium, 0,25 l Wasserstoff, 9 kg Ethylen und 0,3 kg Propylen eingebracht und anschließend die Temperatur des Reaktors auf 70°C erhöht. Dann wurden in den Reaktor 18 mmol Methylaluminoxan und 0,06 mmol (in Werten für Zr-Atom) rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-methyl-4-phenylindenyl))zirkoniumdichlorid zugegeben und 30 min bei 70°C eine Polymerisation durchgeführt. Während der Polymerisation wurden 13,7 kg Propylen bzw. 0,5 kg Ethylen in den Reaktor geleitet. Nach der Polymerisation wurde der Druck des Autoklaven abgelassen, das erhalten Polymer in einer großen Menge Methanol gewonnen und 10 h unter vermindertem Druck bei 80°C getrocknet.
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Die Menge des erhaltenen Polymers betrug 7,0 kg. Die Polymerisations-Aktivität war 117 kg Polymer/mmol Zr·h. Das Polymer hatte einen Ethylengehalt von 4,7 mol% und eine Grundviskosität [η] von 2,7 dl/g. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität der Kette von Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, 97,5%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,22% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, betrug nicht mehr als 0,05%.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Die Folie aus dem Polymer hatte eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns von 120°C und eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung von 123°C.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 8
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In einen 2-l Autoklaven, der gründlich mit Stickstoff gespült worden war, wurden 900 ml Hexan eingebracht. Dann wurde 1 mmol Triisobutylaluminium zugegeben. Nach dem Erhöhen der Temperatur des Reaktionssystems auf 70°C wurde Ethylen in das System eingeleitet, um den Druck auf 1,5 kg/cm2·G zu halten, und dann wurde Propylen in das System eingeleitet, um den Gesamtdruck auf 8 kg/cm2·G zu halten. In den Autoklaven wurden 0,3 mmol Methylaluminoxan und 0,001 mmol (in Werten für Zr-Atom) rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-dimethyl-4-phenylindenyl))zirkoniumdichlorid zugegeben, um die Monomere 7 min zu polymerisieren, während Propylen kontinuierlich eingeleitet wurde, um den Druck auf 8 kg/cm2·G zu halten. Nach der Polymerisation wurde der Druck des Autoklaven abgelassen und das erhalten Polymer in einer großen Menge Methanol gewonnen und 10 h unter vermindertem Druck bei 110°C getrocknet.
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Die Menge des so erhaltenen Polymers betrug 25,4 g. Die Polymerisations-Aktivität war 25 kg Polymer/mmol Zr·h. Das Polymer hatte einen Ethylengehalt von 2,5 mol% und eine Grundviskosität [η] von 3,1 dl/g. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität der Kette von Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, 97,6%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,22% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, betrug nicht mehr als 0,05%.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Die Folie aus dem Polymer hatte eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns von 134°C und eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung von 134°C.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 9
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In einen 17-l Autoklaven, der gründlich mit Stickstoff gespült worden war, wurden 8 l Hexan eingebracht. Nach dem Erhöhen der Temperatur des Reaktionssystems auf 60°C wurden Propylen und Ethylen kontinuierlich mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 250 l/h bzw. einer Strömungsgeschwindigkeit von 170 l/h eingeleitet, um den Druck auf 8 kg/cm2·G zu erhöhen.
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Dann wurden 8 mmol Triisobutylaluminium, 1,8 mmol Methylaluminoxan und 0,006 mmol (in Werten für Zr-Atom) rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-dimethyl-4-phenylindenyl))zirkoniumdichlorid zugegeben, um die Monomere 45 min bei 60°C zu polymerisieren, während ein gemischtes Gas aus Propylen und Ethylen (Molverhältnis 60/40) kontinuierlich eingeleitet wurde, um den Druck auf 8 kg/cm2·G zu halten. Nach der Polymerisation wurde der Druck des Autoklaven abgelassen und das erhalten Polymer in einer großen Menge Methanol gewonnen und 10 h unter vermindertem Druck bei 110°C getrocknet.
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Die Menge des so erhaltenen Polymers betrug 860 g. Die Polymerisations-Aktivität war 143 kg Polymer/mmol Zr·h. Das Polymer hatte einen Ethylengehalt von 33,6 mol% und eine Grundviskosität [η] von 1,4 dl/g. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität der Kette von Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, 97,5%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,27% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, betrug nicht mehr als 0,03%.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Das Copolymer hatte eine Izod Schlagfestigkeit von 30 kg·cm/cm und eine Folien-Schlagfestigkeit von 5300 kg·cm/cm und MFR von 17,8 g/10 min.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 10
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Die Polymerisation wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Zufuhr von Ethylen von 170 l auf 60 l verändert wurde und das Molverhältnis von Propylen zu Ethylen in dem gemischten Gas von 60/40 auf 81/19 verändert wurde.
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Die Menge des erhaltenen Polymers betrug 900 g. Die Polymerisations-Aktivität war 150 kg Polymer/mmol Zr·h. Das Polymer hatte einen Ethylengehalt von 15,4 mol% und eine Grundviskosität [η] von 1,5 dl/g. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität der Kette von Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, 96,7%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,28% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, betrug nicht mehr als 0,03%.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Die Folie aus dem Polymer hatte eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns von 80°C und eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung von 83°C.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 11
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In einen 17-l Autoklaven, der gründlich mit Stickstoff gespült worden war, wurden 8 l Hexan und 40 ml Wasserstoff eingebracht. Nach dem Erhöhen der Temperatur des Reaktionssystems auf 70°C wurden Propylen und Ethylen kontinuierlich mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 253 l/h bzw. einer Strömungsgeschwindigkeit von 22 l/h in das System eingeleitet, um den Druck auf 6,5 kg/cm2·G zu erhöhen.
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Dann wurden in den Autoklaven 8 mmol Triisobutylaluminium, 1,8 mmol Methylaluminoxan und 0,006 mmol (in Werten für Zr-Atom) rac-Dimethylsilyl-bis(1-(2-dimethyl-4-phenylindenyl))zirkoniumdichlorid zugegeben, um die Monomere 30 min bei 70°C zu polymerisieren, während ein gemischtes Gas aus Propylen und Ethylen (Molverhältnis 92/8) kontinuierlich eingeleitet wurde, um den Druck auf 6,5 kg/cm2·G zu halten. Nach der Polymerisation wurde der Druck des Autoklaven abgelassen und das erhalten Polymer in einer großen Menge Methanol gewonnen und 10 h unter vermindertem Druck bei 110°C getrocknet.
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Die Menge des so erhaltenen Polymers betrug 700 g. Die Polymerisations-Aktivität war 117 kg Polymer/mmol Zr·h. Das Polymer hatte einen Ethylengehalt von 6,0 mol% und eine Grundviskosität [η] von 2,0 dl/g. Bei dem Polymer betrug die Triaden-Taktizität der Kette von Propylen-Einheiten, bestehend aus Kopf-zu-Schwanz-Bindungen, 97,5%, der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 2,1-Einfügung von Propylen-Monomer, war 0,18% und der Anteil an umgekehrt eingefügten Einheiten, bezogen auf die 1,3-Einfügung von Propylen-Monomer, betrug nicht mehr als 0,03%.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 (I) und (II) angegeben.
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Die Folie aus dem Polymer hatte eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns von 112°C und eine Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung von 115°C.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 1 (I)
Beispiel | Comonomer | Ausbeute (g) | Polymerisations-Aktivität *1 | [η] (dl/g) |
Art | Gehalt (%) |
2 | Ethylen | 3,9 | 5,62 | 33,7 | 1,80 |
3 | Ethylen | 8,7 | 6,63 | 39,8 | 1,66 |
4 | Ethylen | 28,9 | 8,95 | 53,7 | 1,34 |
6 | Ethylen | 7,9 | 2,08 | 12,5 | 1,39 |
7 | Ethylen | 4,7 | 7000 | 117 | 2,7 |
8 | Ethylen | 2,5 | 25,4 | 25 | 3,1 |
9 | Ethylen | 33,6 | 860 | 143 | 1,4 |
10 | Ethylen | 15,4 | 900 | 150 | 1,5 |
11 | Ethylen | 6,0 | 700 | 117 | 2,0 |
*1: kg Polymer/mmol Zr·h Tabelle 1 (II)
Beispiel | mm Fraktion | Anteil der umgekehrt eingefügten Einheiten | Mw/Mn |
2,1-Einfügung (%) | 1,3-Einfügung (%) |
2 | 99,3 | 0,12 | < 0,03 | 2,15 |
3 | 99,2 | 0,12 | < 0,03 | 2,46 |
4 | 98,5 | 0,09 | < 0,03 | 1,95 |
6 | 99,2 | 0,10 | < 0,03 | 2,33 |
7 | 97,5 | 0,22 | < 0,05 | - |
8 | 97,6 | 0,22 | < 0,05 | - |
9 | 97,5 | 0,27 | < 0,03 | - |
10 | 96,7 | 0,28 | < 0,03 | - |
11 | 97,5 | 0,18 | < 0,03 | - |
Tabelle 2
Beispiel | Fp. (°C) | Temperatur des Beginns des Heißversiegelns (°C) | Temperatur des Beginns des Heißversiegelns nach der Wärmebehandlung (°C) | Folien-Schlagfestigkeit (kg·cm/cm) | IZ der Masse mit Polypropylen (kgf·cm/cm) | MFR der Masse mit Polypropylen (g/10 min) |
2 | 126 | 129 | 132 | - | - | - |
3 | 105 | 106 | 109 | - | - | - |
4 | - | - | - | 5300 | 28 | - |
6 | 109 | 106 | 110 | - | - | - |
7 | 123 | 120 | 123 | - | - | - |
8 | 137 | 134 | 134 | - | - | - |
9 | - | - | - | 5300 | 30 | 17,8 |
10 | 78 | 80 | 83 | - | - | - |
11 | 115 | 112 | 115 | - | - | - |