エチレン-ブタジエン共重合触媒の開発と機能化ポリオレフィンの創製

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650930
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 塩野 毅 東京工業大学, 資源化学研究所, 助教授 (10170846)
• Keywords: エチレン / ブタジエン / 共重合 / チーグラー触媒 / 配位重合 / 機能化ポリオレフィン / 酸化分解

Research Abstract

環境問題の高まりを受け,安全でシンプルなモノマーから用途にあったさまざまな高分子を合成することが求められている。ポリオレフィンは,特にクリーン度の高いプラスチックとして,環境負荷の大きな材料を代替するための高性能化・高機能化が期待されている。本研究は,最も単純なオレフィンおよび共役ジエンであるエチレンと1, 3-ブタジエンの共重合触媒を開発することにより,新規な炭化水素系ポリマーを創製しようとするものである。平成13年度はエチレン重合触媒として最も広く用いられているチタン系化合物についてエチレンとブタジエンの共重合能について詳細に検討した。その結果(η^5-シクロペンタジエニル)チタニウムトリクロリドをシリカ上に担持した触媒(1)が,助触媒および重合条件を選ぶことにより共重合体を選択的に与えることを見出した。すなわち,Iをトリアルキルアルミニウムとホウ素化合物(トリフェニルメチルテトラキスペンタフルオロフェニルボレートあるいはトリスペンタフルオロフェニルボラン)の混合物で活性化した系が40℃では80%,0℃では99%以上の選択率で,ブタジエン含率0.5〜2.5モル%のエチレン-ブタジエン共重合体を与えた。ブタジエン単位はトランス-1, 4-付加構造であり,生成共重合体は,主鎖中に炭素-炭素二重結合を有するポリエチレン類似体であることが明らかとなった。共重合体中の二重結合部分は過マンガン酸カリウムにより選択的に酸化分解し,両末端にカルボキシル基を有するポリエチレンが生成することがわかった。また,分解生成物の分子量分布が約2であることから,ブタジエン単位は共重合体中にランダムに分布していることも確認された。以上の結果は,エチレンとブタジエンの共重合が,分解型ポリエチレンや末端官能基化ポリエチレンなどポリエチレンの高機能化に有用であることを示している。

Research Products

• [Publications] T.Shiono, O.Yoshino, T.Ikeda: "Copolymerization of ethene and 1, 3-butadiene over a SiO_2^- supported CpTiCl catalyst"Micro-Kinetics and Dynamics of Individual Active Sites in Catalytic Reactions. 131-137 (2001)