(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリジエンを調製する方法であって、当該方法が、
（ｉ）共役ジエンモノマーを供給する工程；
（ｉｉ）ニッケル系触媒系を、前記共役ジエンモノマーに装填する工程；および
（ｉｉｉ）調節ルイス塩基を、前記共役ジエンモノマーに装填する工程であって、それによって、前記調節ルイス塩基の存在下で前記共役ジエンモノマーを重合する、工程、を含み、
前記調節ルイス塩基を装填する工程が、前記ニッケル系触媒を装填する工程と分離され、
前記共役ジエンモノマーを供給する工程、ニッケル系触媒系を装填する工程およびルイス塩基を装填する工程が、重合混合物を形成し、当該重合混合物が、当該重合混合物の合計重量に基づいて２０重量％未満の有機溶媒を含み、
前記ニッケル系触媒系が、（ａ）ニッケル含有化合物、（ｂ）アルキル化剤、および（ｃ）フッ素源、の組み合わせまたは反応生成物であり、
前記アルキル化剤と前記ニッケル含有化合物のモル比が、１０：１から５０：１であり、かつ、前記フッ素源と前記ニッケル含有化合物のモル比が、７０：１から１３０：１であり、
前記ニッケル含有化合物が、カルボン酸ニッケル、カルボン酸ホウ酸ニッケル、有機リン酸ニッケル、有機ホスホン酸ニッケル、有機ホスフィン酸ニッケル、カルバミン酸ニッケル、ジチオカルバミン酸ニッケル、キサントゲン酸ニッケル、ニッケルβ−ジケトナート、ニッケルアルコキシドまたはアリールオキシド、ハロゲン化ニッケル、擬似ハロゲン化ニッケル、オキシハロゲン化ニッケル、および有機ニッケル化合物からなる群より選択され、
前記アルキル化剤が、式ＡｌＲｎＸ３−ｎによって規定され、式中各Ｒは、独立して、炭素原子を介して前記アルミニウム原子に結合した一価の有機基であってもよく、式中各Ｘは、独立して、水素原子、ハロゲン原子、カルボキシレート基、アルコキシド基、またはアリールオキシド基であり、式中ｎは、１から３までの範囲の整数であってもよく、
前記フッ素源が、元素のフッ素、フッ化ハロゲン、フッ化水素、有機フッ化物、無機フッ化物、金属フッ化物、有機金属フッ化物、およびそれらの混合物からなる群より選択され、
前記共役ジエンモノマーの重合が、重合率１４．８％未満に維持され、
以下の条件（Ｉ）および（ＩＩ）のうちの一つが満たされ、
条件（Ｉ）が、
前記調節ルイス塩基が、ジアルキルエーテル、ジシクロアルキルエーテル、ジアリールエーテル、および混合ジヒドロカルビルエーテルからなる群より選択されるジヒドロカルビルエーテルであり、
前記ニッケル系触媒系が、ニッケル含有化合物を含み、前記ジヒドロカルビルエーテルと前記ニッケル含有化合物のモル比が、１０：１から８０：１であること、であり、または
条件（ＩＩ）が、
前記調節ルイス塩基が、第三級アミンであり、
前記ニッケル系触媒系が、ニッケル含有化合物を含み、前記第三級アミンと前記ニッケル含有化合物のモル比が、０．１：１から２：１であること、である、方法。
【請求項２】
前記ニッケル含有化合物が、カルボン酸ホウ酸ニッケルであり、前記アルキル化剤が、トリヒドロカルビルアルミニウムであり、かつ前記フッ素源が、無機フッ化物であり、
前記無機フッ化物源が、アルコールと錯体形成している、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記重合混合物が、分子量調整剤を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ポリジエンが、少なくとも９７％のシス−１，４結合量、１．０％未満の１，２結合量、３．０未満の分子量分布、６０未満のムーニー粘度（１００℃でのＭＬ１＋４）、および２０重量％未満のゲル量を有する、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2010年12月31日に出願された米国特許仮出願第61/428,924号の利益を主張し、これは本明細書に援用される。
【０００２】
本発明の１以上の実施形態は、調節ルイス塩基の存在下、ニッケル系触媒系を用いることによる共役ジエンのバルク重合の方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ポリジエンなどの合成的に製造されるポリマーは、タイヤ製造の技術分野で使用されている。伸長結晶化を経る合成ポリマーは、引張強度および耐摩耗性などの有利な特性をもたらす。したがって、伸長結晶化を起こす増大した能力を示す、高いシス−１，４結合量を有するシス−１，４−ポリジエンは、有利に用いられている。
【０００４】
ポリジエンは、溶液重合によって製造することができ、この場合、共役ジエンモノマーは、不活性溶媒または希釈剤中で重合される。前記溶媒は、反応物と生成物を可溶化する働き、反応物と生成物のキャリアとして作用する働き、重合熱の移動を補助する働き、そして、重合速度の加減を助ける働きを有する。前記溶媒が存在することによって重合混合物（セメントともいう）の粘度が低下するため、当該溶媒によって、前記セメントをより容易に撹拌および移動することができる。それにもかかわらず、溶媒の存在によって多くの困難がもたらされる。前記溶媒は、前記ポリマーから分離し、次いで再利用のためにリサイクルするか、さもなければ廃棄物として処分しなければならない。前記溶媒の回収およびリサイクルのコストは、製造されるポリマーのコストを大きく増大させ、また、精製後のリサイクルされた溶媒が、重合触媒を被毒する何らかの不純物を未だに保持しているおそれが常にある。そのうえ、芳香族炭化水素などの一部の溶媒は、環境問題を引き起こすことがある。さらに、前記溶媒を除去することが難しい場合、そのポリマー生成物の純度が影響を受けることがある。
【０００５】
ポリジエンは、バルク重合（塊状重合ともいう）によっても製造することができ、この場合に共役ジエンモノマーは、なんら溶媒が存在しないまたは実質的に存在しない状態で重合され、実際には前記モノマーそれ自体が希釈剤として作用する。バルク重合は、基本的に無溶媒であるので、汚染リスクがより低く、そして、生成物の分離が簡単である。バルク重合は、新しい設備能力のための資本コストがより低い、稼働のためのエネルギーコストがより低い、および稼働のための人員がより少ないなどの多くの経済的利点がある。無溶媒という特徴は、また、排出および排水による汚染が低減される環境上の利点をもたらす。
【０００６】
多くの利点にもかかわらず、バルク重合は、非常に慎重な温度制御を必要とし、また前記重合混合物の粘度が非常に高くなることがあるため、強力で緻密な撹拌装置を必要とする。希釈剤を加えない場合、その高いセメント粘度と発熱の影響が、温度制御を非常に難しくする。その結果、局所的な高温点が発生することがあり、前記ポリマー生成物の分解、ゲル化、および／または変色を引き起すことがある。極端な場合、重合速度の加速が制御不能となり、悲惨な「暴走」反応が引き起こされることがある。バルク重合中の温度制御を容易にするために、経済上の理由で十分速いが、工程の安全性を確保するために重合発熱から熱を除去するのに十分遅い、反応速度を触媒がもたらすことが望ましい。
【０００７】
ニッケル含有化合物、有機アルミニウム化合物、およびフッ素含有化合物を含むニッケル系触媒系が、共役ジエンを重合してシス−１，４−ポリジエンを形成するために用いられることがある。前記フッ素含有化合物は、三フッ化ホウ素、ならびに三フッ化ホウ素と、一価アルコール、フェノール、水、鉱酸、ケトン、エステル、エーテル、およびニトリルとの錯体を含んでもよい。
【０００８】
欧州特許出願公開第0 236 257号は、ニッケル系触媒系の使用による１，３−ブタジエンのシス−１，４−ポリブタジエンへのバルク重合の方法を教示している。この方法は、短時間に少なくとも６０％の重合率を達成するための１，３−ブタジエンの非常に急速な重合を含む。そのシス−１，４−ポリブタジエンの分子量は、１−ブテンなどの分子量調整剤を用いることにより低下する。その発明を実施すると、実施例に示されるように、その重合は、比較的高温（例えば、５０℃）で起こり、比較的高いムーニー粘度（１００℃でのＭＬ１＋４）（例えば、８２）および比較的高い分子量分布（例えば、２．９より大きい）を有するシス−１，４−ポリブタジエンを与える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１以上の実施形態は、ポリジエンを調製する方法を提供し、当該方法は、（ｉ）共役ジエンモノマーを供給する工程；（ｉｉ）ニッケル系触媒系を、前記共役ジエンモノマーに装填する工程；および（ｉｉｉ）調節ルイス塩基を、前記共役ジエンモノマーに装填する工程であって、それによって、前記調節ルイス塩基の存在下で前記共役ジエンモノマーを重合する、工程、を含み、前記調節ルイス塩基を装填する工程が、前記ニッケル系触媒を装填する工程と分離され、前記共役ジエンモノマーを供給する工程、ニッケル系触媒系を装填する工程およびルイス塩基を装填する工程が、重合混合物を形成し、当該重合混合物が、当該重合混合物の合計重量に基づいて２０重量％未満の有機溶媒を含む。
【００１０】
本発明の１以上の実施形態は、ポリジエンを調製する方法を提供し、当該方法は、ニッケル系触媒系および調節ルイス塩基を、共役ジエンモノマーに導入することにより、重合混合物を形成する工程を含み、前記重合混合物が、約２０重量％未満の有機溶媒を含み、前記調節ルイス塩基が、前記共役ジエンモノマーに直接個々に導入される。
【００１１】
また、本発明の１以上の実施形態は、ポリジエンを製造する方法を提供し、当該方法は、触媒として有効な量の活性ニッケル系触媒および調節ルイス塩基の存在下、共役ジエンモノマーを重合する工程を含み、前記調節ルイス塩基が、前記共役ジエンモノマーに直接個々に導入され、前記重合工程が、重合混合物内で起こり、前記重合混合物が、当該重合混合物の合計重量に基づいて２０重量％未満の有機溶媒を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施態様の詳細な説明
本発明の実施形態は、少なくとも一部が、調節ルイス塩基の存在下、ニッケル系触媒系を用いた共役ジエンのバルク重合によって高シス−１，４−ポリジエンを製造する方法の発見に基づく。従来技術は、ニッケル系触媒系を使用する高シス−１，４−ポリジエンへの共役ジエンのバルク重合を企図しているが、そのバルク重合を高温で稼働することにより、反応器の汚れが問題となり、そして広い分子量分布、高いゲル量、および／または望ましくないムーニー粘度に至ることが認められた。本発明の実施によって、予想外にも、これらの問題が解消される。前記ルイス塩基の存在によって、その重合プロセスが調節され、反応器の汚れがより少なく、そして、高い重合温度でも、狭い分子量分布、低いゲル量、および所望のムーニー粘度を有するポリマーを製造する方法となると考えられる。有利なことに、これらの利点は、１−ブテンなどの分子量調整剤がない状態で達成された。
【００１３】
共役ジエンモノマーの例としては、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２−エチル−１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ペンタジエン、３−メチル−１，３−ペンタジエン、４−メチル−１，３−ペンタジエン、および２，４−ヘキサジエンが挙げられる。２種以上の共役ジエンの混合物も共重合に使用することができる。
【００１４】
一般に、本発明の実施に用いられるニッケル系触媒系は、（ａ）ニッケル含有化合物、（ｂ）アルキル化剤、および（ｃ）フッ素源を含む成分の組み合わせまたは反応生成物を含んでもよい。所定の実施形態では、これらの触媒組成物は、ルイス塩基またはルイス酸などの他の成分を含まない、または実質的に含まない。
【００１５】
上記のように、本発明に用いられる触媒系は、ニッケル含有化合物を含む。様々なニッケル含有化合物またはその混合物を用いることができる。１以上の実施形態では、これらのニッケル含有化合物は、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、または脂環式炭化水素などの炭化水素溶媒に可溶性であってもよい。他の実施形態では、重合媒体中で懸濁して触媒活性種を形成することができる炭化水素不溶性のニッケル含有化合物もまた、有用な場合がある。
【００１６】
前記ニッケル含有化合物中のニッケル原子は、これらに限定されないが、０、＋２、＋３および＋４の酸化状態を含む様々な酸化状態であってもよい。好ましいニッケル含有化合物としては、これらに限定されないが、カルボン酸ニッケル、カルボン酸ホウ酸ニッケル、有機リン酸ニッケル、有機ホスホン酸ニッケル、有機ホスフィン酸ニッケル、カルバミン酸ニッケル、ジチオカルバミン酸ニッケル、キサントゲン酸ニッケル、ニッケルβ−ジケトナート、ニッケルアルコキシドまたはアリールオキシド、ハロゲン化ニッケル、擬似ハロゲン化ニッケル、オキシハロゲン化ニッケル、および有機ニッケル化合物が挙げられる。
【００１７】
好ましいカルボン酸ニッケルとしては、ギ酸ニッケル、酢酸ニッケル、アクリル酸ニッケル、メタクリル酸ニッケル、吉草酸ニッケル、グルコン酸ニッケル、クエン酸ニッケル、フマル酸ニッケル、乳酸ニッケル、マレイン酸ニッケル、シュウ酸ニッケル、２−エチルヘキサン酸ニッケル、ネオデカン酸ニッケル、ナフテン酸ニッケル、ステアリン酸ニッケル、オレイン酸ニッケル、安息香酸ニッケル、およびピコリン酸ニッケルが挙げられる。
【００１８】
好ましいカルボン酸ホウ酸ニッケルとしては、式（ＲＣＯＯＮｉＯ）３Ｂまたは（ＲＣＯＯＮｉＯ）２Ｂ（ＯＲ）によって規定される化合物が挙げられ、式中各Ｒは、同じまたは異なっていてもよく、水素原子または一価の有機基である。一実施形態では、各Ｒは、これらに限定されないが、アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アリール、置換アリール、アラルキル、アルカリール、アリル、およびアルキニル基などのヒドロカルビル基であってもよく、各基は、好ましくは、１個の炭素原子、またはその基を形成するのに適当な最小数の炭素原子から、最大約２０個の炭素原子を有する。これらのヒドロカルビル基は、これらに限定されないが、窒素、酸素、ケイ素、硫黄およびリン原子などのヘテロ原子を含んでもよい。カルボン酸ホウ酸ニッケルは、米国特許第4,522,988号に開示されたものを含んでもよく、これは本明細書に援用される。カルボン酸ホウ酸ニッケルの具体例としては、ネオデカン酸ホウ酸ニッケル（ＩＩ）、ヘキサン酸ホウ酸ニッケル（ＩＩ）、ナフテン酸ホウ酸ニッケル（ＩＩ）、ステアリン酸ホウ酸ニッケル（ＩＩ）、オクタン酸ホウ酸ニッケル（ＩＩ）、２−エチルヘキサン酸ホウ酸ニッケル（ＩＩ）、およびその混合物が挙げられる。
【００１９】
好ましい有機リン酸ニッケルとしては、リン酸ジブチルニッケル、リン酸ジペンチルニッケル、リン酸ジヘキシルニッケル、リン酸ジヘプチルニッケル、リン酸ジオクチルニッケル、リン酸ビス（１−メチルヘプチル）ニッケル、リン酸ビス（２−エチルヘキシル）ニッケル、リン酸ジデシルニッケル、リン酸ジドデシルニッケル、リン酸ジオクタデシルニッケル、リン酸ジオレイルニッケル、リン酸ジフェニルニッケル、リン酸ビス（ｐ−ノニルフェニル）ニッケル、リン酸ブチル（２−エチルヘキシル）ニッケル、リン酸（１−メチルヘプチル）（２−エチルヘキシル）ニッケル、およびリン酸（２−エチルヘキシル）（ｐ−ノニルフェニル）ニッケルが挙げられる。
【００２０】
好ましい有機ホスホン酸ニッケルとしては、ホスホン酸ブチルニッケル、ホスホン酸ペンチルニッケル、ホスホン酸ヘキシルニッケル、ホスホン酸ヘプチルニッケル、ホスホン酸オクチルニッケル、ホスホン酸（１−メチルヘプチル）ニッケル、ホスホン酸（２−エチルヘキシル）ニッケル、ホスホン酸デシルニッケル、ホスホン酸ドデシルニッケル、ホスホン酸オクタデシルニッケル、ホスホン酸オレイルニッケル、ホスホン酸フェニルニッケル、ホスホン酸（ｐ−ノニルフェニル）ニッケル、ブチルホスホン酸ブチルニッケル、ペンチルホスホン酸ペンチルニッケル、ヘキシルホスホン酸ヘキシルニッケル、ヘプチルホスホン酸ヘプチルニッケル、オクチルホスホン酸オクチルニッケル、（１−メチルヘプチル）ホスホン酸（１−メチルヘプチル）ニッケル、（２−エチルヘキシル）ホスホン酸（２−エチルヘキシル）ニッケル、デシルホスホン酸デシルニッケル、ドデシルホスホン酸ドデシルニッケル、オクタデシルホスホン酸オクタデシルニッケル、オレイルホスホン酸オレイルニッケル、フェニルホスホン酸フェニルニッケル、（ｐ−ノニルフェニル）ホスホン酸（ｐ−ノニルフェニル）ニッケル、（２−エチルヘキシル）ホスホン酸ブチルニッケル、ブチルホスホン酸（２−エチルヘキシル）ニッケル、（２−エチルヘキシル）ホスホン酸（１−メチルヘプチル）ニッケル、（１−メチルヘプチル）ホスホン酸（２−エチルヘキシル）ニッケル、（ｐ−ノニルフェニル）ホスホン酸（２−エチルヘキシル）ニッケルおよび（２−エチルヘキシル）ホスホン酸（ｐ−ノニルフェニル）ニッケルが挙げられる。
【００２１】
好ましい有機ホスフィン酸ニッケルとしては、ブチルホスフィン酸ニッケル、ペンチルホスフィン酸ニッケル、ヘキシルホスフィン酸ニッケル、ヘプチルホスフィン酸ニッケル、オクチルホスフィン酸ニッケル、（１−メチルヘプチル）ホスフィン酸ニッケル、（２−エチルヘキシル）ホスフィン酸ニッケル、デシルホスフィン酸ニッケル、ドデシルホスフィン酸ニッケル、オクタデシルホスフィン酸ニッケル、オレイルホスフィン酸ニッケル、フェニルホスフィン酸ニッケル、（ｐ−ノニルフェニル）ホスフィン酸ニッケル、ジブチルホスフィン酸ニッケル、ジペンチルホスフィン酸ニッケル、ジヘキシルホスフィン酸ニッケル、ジヘプチルホスフィン酸ニッケル、ジオクチルホスフィン酸ニッケル、ビス（１−メチルヘプチル）ホスフィン酸ニッケル、ビス（２−エチルヘキシル）ホスフィン酸ニッケル、ジデシルホスフィン酸ニッケル、ジドデシルホスフィン酸ニッケル、ジオクタデシルホスフィン酸ニッケル、ジオレイルホスフィン酸ニッケル、ジフェニルホスフィン酸ニッケル、ビス（ｐ−ノニルフェニル）ホスフィン酸ニッケル、ブチル（２−エチルヘキシル）ホスフィン酸ニッケル、（１−メチルヘプチル）（２−エチルヘキシル）ホスフィン酸ニッケル、および（２−エチルヘキシル）（ｐ−ノニルフェニル）ホスフィン酸ニッケルが挙げられる。
【００２２】
好ましいカルバミン酸ニッケルとしては、ジメチルカルバミン酸ニッケル、ジエチルカルバミン酸ニッケル、ジイソプロピルカルバミン酸ニッケル、ジブチルカルバミン酸ニッケル、およびジベンジルカルバミン酸ニッケルが挙げられる。
【００２３】
好ましいジチオカルバミン酸ニッケルとしては、ジメチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジエチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジイソプロピルジチオカルバミン酸ニッケル、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル、およびジベンジルジチオカルバミン酸ニッケルが挙げられる。
【００２４】
好ましいキサントゲン酸ニッケルとしては、メチルキサントゲン酸ニッケル、エチルキサントゲン酸ニッケル、イソプロピルキサントゲン酸ニッケル、ブチルキサントゲン酸ニッケル、およびベンジルキサントゲン酸ニッケルが挙げられる。
【００２５】
好ましいニッケルβ−ジケトナートとしては、ニッケルアセチルアセトナート、ニッケルトリフルオロアセチルアセトナート、ニッケルヘキサフルオロアセチルアセトナート、ニッケルベンゾイルアセトナート、およびニッケル２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナートが挙げられる。
【００２６】
好ましいニッケルアルコキシドまたはアリールオキシドとしては、ニッケルメトキシド、ニッケルエトキシド、ニッケルイソプロポキシド、ニッケル２−エチルヘキサオキシド、ニッケルフェノキシド、ニッケルノニルフェノキシド、およびニッケルナフトキシドが挙げられる。
【００２７】
好ましいハロゲン化ニッケルとしては、フッ化ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケルおよびヨウ化ニッケルが挙げられる。好ましい擬似ハロゲン化ニッケルとしては、シアン化ニッケル、シアン酸ニッケル、チオシアン酸ニッケル、アジ化ニッケル、およびフェロシアン化ニッケルが挙げられる。また、好ましいオキシハロゲン化ニッケルとしては、オキシフッ化ニッケル、オキシ塩化ニッケル、およびオキシ臭化ニッケルが挙げられる。所定の実施形態では、テトラヒドロフランまたはアルコールなどのルイス塩基を、不活性有機溶媒中でのこれらの種類のニッケル含有化合物を可溶化する助けとして用いてもよい。フッ化ニッケル、オキシフッ化ニッケルまたはフッ素原子を有する他のニッケル含有化合物が用いられる場合、前記ニッケル含有化合物はまた、上記の触媒系におけるフッ素源の一部として機能することができる。
【００２８】
有機ニッケル化合物という用語は、少なくとも１つのニッケル−炭素結合を有する任意のニッケル化合物を指すことができる。好ましい有機ニッケル化合物としては、ビス（シクロペンタジエニル）ニッケル（ニッケロセンとも呼ばれる）、ビス（ペンタメチルシクロペンタジエニル）ニッケル（デカメチルニッケロセンとも呼ばれる）、ビス（テトラメチルシクロペンタジエニル）ニッケル、ビス（エチルシクロペンタジエニル）ニッケル、ビス（イソプロピルシクロペンタジエニル）ニッケル、ビス（ペンタジエニル）ニッケル、ビス（２，４−ジメチルペンタジエニル）ニッケル、（シクロペンタジエニル）（ペンタジエニル）ニッケル、ビス（１，５−シクロオクタジエン）ニッケル、ビス（アリル）ニッケル、ビス（メタリル）ニッケル、およびビス（クロチル）ニッケルが挙げられる。
【００２９】
上記のように、本発明において用いられるニッケル系触媒系は、アルキル化剤を含むことができる。１以上の実施形態では、ヒドロカルビル化剤と呼ばれることもあるアルキル化剤としては、１以上のヒドロカルビル基を別の金属に移動させることができる有機金属化合物が挙げられる。通常、これらのアルキル化剤としては、１族、２族、および３族金属（ＩＡ族、ＩＩＡ、族およびＩＩＩＡ族金属）などの陽性金属の有機金属化合物が挙げられる。本発明において有用なアルキル化剤としては、これらに限定されないが、有機アルミニウム化合物および有機マグネシウム化合物が挙げられる。本明細書において使用される場合、有機アルミニウム化合物という用語は、少なくとも１つのアルミニウム−炭素結合を有する任意のアルミニウム化合物を指す。１以上の実施形態では、炭化水素溶媒に可溶な有機アルミニウム化合物を用いてもよい。本明細書において使用される場合、有機マグネシウム化合物という用語は、少なくとも１つのマグネシウム−炭素結合を有する任意のマグネシウム化合物を指す。１以上の実施形態では、炭化水素に可溶な有機マグネシウム化合物を用いてもよい。以下にさらに詳細に記載されるように、幾つかの種類の好ましいアルキル化剤は、フッ化化合物の形態をとることができる。前記アルキル化剤がフッ素原子を含む場合、前記アルキル化剤はまた、上記の触媒系におけるフッ素源のすべてまたは一部として機能することができる。
【００３０】
１以上の実施形態では、使用することができる有機アルミニウム化合物としては、一般式ＡｌＲｎＸ３−ｎによって表されるものが挙げられ、式中各Ｒは、独立して、炭素原子を介して前記アルミニウム原子に結合した一価の有機基であってもよく、ここで、各Ｘは、独立して、水素原子、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素原子）、カルボキシレート基、アルコキシド基、またはアリールオキシド基であり、式中ｎは、１から３までの範囲の整数であってもよい。前記有機アルミニウム化合物がフッ素原子を含む場合、前記有機アルミニウム化合物は、前記アルキル化剤、および前記触媒系におけるフッ素源の少なくとも一部の両方として機能することができる。１以上の実施形態では、各Ｒは、独立して、例えば、アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アリール、置換アリール、アラルキル、アルカリール、アリル、およびアルキニル基などのヒドロカルビル基であってもよく、各基は、１個の炭素原子、またはその基を形成するのに適当な最小数の炭素原子から、最大約２０個の炭素原子を有する。これらのヒドロカルビル基は、これらに限定されないが、窒素、酸素、ホウ素、ケイ素、硫黄、およびリン原子を含むヘテロ原子を含んでもよい。
【００３１】
一般式ＡｌＲｎＸ３−ｎによって表される有機アルミニウム化合物の種類としては、これらに限定されないが、トリヒドロカルビルアルミニウム、ジヒドロカルビルアルミニウムヒドリド、ヒドロカルビルアルミニウムジヒドリド、ジヒドロカルビルアルミニウムカルボキシレート、ヒドロカルビルアルミニウムビス（カルボキシレート）、ジヒドロカルビルアルミニウムアルコキシド、ヒドロカルビルアルミニウムジアルコキシド、ジヒドロカルビルアルミニウムハライド、ヒドロカルビルアルミニウムジハライド、ジヒドロカルビルアルミニウムアリールオキシド、およびヒドロカルビルアルミニウムジアリールオキシド化合物が挙げられる。一実施形態では、前記アルキル化剤は、トリヒドロカルビルアルミニウム、ジヒドロカルビルアルミニウムヒドリド、および／または、ヒドロカルビルアルミニウムジヒドリド化合物を含むことができる。
【００３２】
好ましいトリヒドロカルビルアルミニウム化合物としては、これらに限定されないが、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−ｎ−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−ｎ−ブチルアルミニウム、トリ−ｔ−ブチルアルミニウム、トリ−ｎ−ペンチルアルミニウム、トリネオペンチルアルミニウム、トリ−ｎ−ヘキシルアルミニウム、トリ−ｎ−オクチルアルミニウム、トリス（２−エチルヘキシル）アルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリス（１−メチルシクロペンチル）アルミニウム、トリフェニルアルミニウム、トリ−ｐ−トリルアルミニウム、トリス（２，６−ジメチルフェニル）アルミニウム、トリベンジルアルミニウム、ジエチルフェニルアルミニウム、ジエチル−ｐ−トリルアルミニウム、ジエチルベンジルアルミニウム、エチルジフェニルアルミニウム、エチルジ−ｐ−トリルアルミニウム、およびエチルジベンジルアルミニウムが挙げられる。
【００３３】
好ましいジヒドロカルビルアルミニウムヒドリド化合物としては、これらに限定されないが、ジエチルアルミニウムヒドリド、ジ−ｎ−プロピルアルミニウムヒドリド、ジイソプロピルアルミニウムヒドリド、ジ−ｎ−ブチルアルミニウムヒドリド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、ジ−ｎ−オクチルアルミニウムヒドリド、ジフェニルアルミニウムヒドリド、ジ−ｐ−トリルアルミニウムヒドリド、ジベンジルアルミニウムヒドリド、フェニルエチルアルミニウムヒドリド、フェニル−ｎ−プロピルアルミニウムヒドリド、フェニルイソプロピルアルミニウムヒドリド、フェニル−ｎ−ブチルアルミニウムヒドリド、フェニルイソブチルアルミニウムヒドリド、フェニル−ｎ−オクチルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリルエチルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリル−ｎ−プロピルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリルイソプロピルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリル−ｎ−ブチルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリルイソブチルアルミニウムヒドリド、ｐ−トリル−ｎ−オクチルアルミニウムヒドリド、ベンジルエチルアルミニウムヒドリド、ベンジル−ｎ−プロピルアルミニウムヒドリド、ベンジルイソプロピルアルミニウムヒドリド、ベンジル−ｎ−ブチルアルミニウムヒドリド、ベンジルイソブチルアルミニウムヒドリド、およびベンジル−ｎ−オクチルアルミニウムヒドリドが挙げられる。
【００３４】
好ましいヒドロカルビルアルミニウムジヒドリドとしては、これらに限定されないが、エチルアルミニウムジヒドリド、ｎ−プロピルアルミニウムジヒドリド、イソプロピルアルミニウムジヒドリド、ｎ−ブチルアルミニウムジヒドリド、イソブチルアルミニウムジヒドリド、およびｎ−オクチルアルミニウムジヒドリドが挙げられる。
【００３５】
好ましいジヒドロカルビルアルミニウムハライド化合物としては、これらに限定されないが、ジエチルアルミニウムクロリド、ジ−ｎ−プロピルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジ−ｎ−ブチルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジ−ｎ−オクチルアルミニウムクロリド、ジフェニルアルミニウムクロリド、ジ−ｐ−トリルアルミニウムクロリド、ジベンジルアルミニウムクロリド、フェニルエチルアルミニウムクロリド、フェニル−ｎ−プロピルアルミニウムクロリド、フェニルイソプロピルアルミニウムクロリド、フェニル−ｎ−ブチルアルミニウムクロリド、フェニルイソブチルアルミニウムクロリド、フェニル−ｎ−オクチルアルミニウムクロリド、ｐ−トリルエチルアルミニウムクロリド、ｐ−トリル−ｎ−プロピルアルミニウムクロリド、ｐ−トリルイソプロピルアルミニウムクロリド、ｐ−トリル−ｎ−ブチルアルミニウムクロリド、ｐ−トリルイソブチルアルミニウムクロリド、ｐ−トリル−ｎ−オクチルアルミニウムクロリド、ベンジルエチルアルミニウムクロリド、ベンジル−ｎ−プロピルアルミニウムクロリド、ベンジルイソプロピルアルミニウムクロリド、ベンジル−ｎ−ブチルアルミニウムクロリド、ベンジルイソブチルアルミニウムクロリド、ベンジル−ｎ−オクチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムフルオリド、ジ−ｎ−プロピルアルミニウムフルオリド、ジイソプロピルアルミニウムフルオリド、ジ−ｎ−ブチルアルミニウムフルオリド、ジイソブチルアルミニウムフルオリド、ジ−ｎ−オクチルアルミニウムフルオリド、ジフェニルアルミニウムフルオリド、ジ−ｐ−トリルアルミニウムフルオリド、ジベンジルアルミニウムフルオリド、フェニルエチルアルミニウムフルオリド、フェニル−ｎ−プロピルアルミニウムフルオリド、フェニルイソプロピルアルミニウムフルオリド、フェニル−ｎ−ブチルアルミニウムフルオリド、フェニルイソブチルアルミニウムフルオリド、フェニル−ｎ−オクチルアルミニウムフルオリド、ｐ−トリルエチルアルミニウムフルオリド、ｐ−トリル−ｎ−プロピルアルミニウムフルオリド、ｐ−トリルイソプロピルアルミニウムフルオリド、ｐ−トリル−ｎ−ブチルアルミニウムフルオリド、ｐ−トリルイソブチルアルミニウムフルオリド、ｐ−トリル−ｎ−オクチルアルミニウムフルオリド、ベンジルエチルアルミニウムフルオリド、ベンジル−ｎ−プロピルアルミニウムフルオリド、ベンジルイソプロピルアルミニウムフルオリド、ベンジル−ｎ−ブチルアルミニウムフルオリド、ベンジルイソブチルアルミニウムフルオリド、およびベンジル−ｎ−オクチルアルミニウムフルオリドが挙げられる。
【００３６】
好ましいヒドロカルビルアルミニウムジハライド化合物としては、これらに限定されないが、エチルアルミニウムジクロリド、ｎ−プロピルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、ｎ−ブチルアルミニウムジクロリド、イソブチルアルミニウムジクロリド、ｎ−オクチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジフルオリド、ｎ−プロピルアルミニウムジフルオリド、イソプロピルアルミニウムジフルオリド、ｎ−ブチルアルミニウムジフルオリド、イソブチルアルミニウムジフルオリド、およびｎ−オクチルアルミニウムジフルオリドが挙げられる。
【００３７】
一般式ＡｌＲｎＸ３−ｎによって表すことができるアルキル化剤として有用な他の有機アルミニウム化合物としては、これらに限定されないが、ジメチルアルミニウムヘキサノアート、ジエチルアルミニウムオクトアート、ジイソブチルアルミニウム２−エチルヘキサノアート、ジメチルアルミニウムネオデカノアート、ジエチルアルミニウムステアラート、ジイソブチルアルミニウムオレアート、メチルアルミニウムビス（ヘキサノアート）、エチルアルミニウムビス（オクトアート）、イソブチルアルミニウムビス（２−エチルヘキサノアート）、メチルアルミニウムビス（ネオデカノアート）、エチルアルミニウムビス（ステアラート）、イソブチルアルミニウムビス（オレアート）、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムメトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシド、ジメチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムエトキシド、ジメチルアルミニウムフェノキシド、ジエチルアルミニウムフェノキシド、ジイソブチルアルミニウムフェノキシド、メチルアルミニウムジメトキシド、エチルアルミニウムジメトキシド、イソブチルアルミニウムジメトキシド、メチルアルミニウムジエトキシド、エチルアルミニウムジエトキシド、イソブチルアルミニウムジエトキシド、メチルアルミニウムジフェノキシド、エチルアルミニウムジフェノキシド、およびイソブチルアルミニウムジフェノキシドが挙げられる。
【００３８】
本発明におけるアルキル化剤としての使用に好ましい別の種類の有機アルミニウム化合物は、アルミノキサンである。アルミノキサンは、一般式：
【化１】
0005810172.tif 000002
によって表すことができるオリゴマーの直鎖状アルミノキサン、および一般式
【化２】
0005810172.tif 000003
によって表すことができるオリゴマーの環状アルミノキサンを含むことができ、式中ｘは、１から約１００、または約１０から約５０の範囲の整数であってもよく；ｙは、２から約１００、または約３から約２０の範囲の整数であってもよく；ここで各Ｒは、独立して、炭素原子を介して前記アルミニウム原子に結合した一価の有機基であってもよい。一実施形態では、各Ｒは、独立して、これらに限定されないが、アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アリール、置換アリール、アラルキル、アルカリール、アリル、およびアルキニル基を含むヒドロカルビル基であってもよく、各基は、１個の炭素原子、またはその基を形成するのに適当な最小数の炭素原子から、最大約２０個の炭素原子を有する。これらのヒドロカルビル基はまた、これらに限定されないが、窒素、酸素、ホウ素、ケイ素、硫黄、およびリン原子を含むヘテロ原子を含んでもよい。本出願において使用される場合、前記アルミノキサンのモル数は、前記オリゴマーアルミノキサン分子のモル数ではなく、アルミニウム原子のモル数を指す。この慣習は、アルミノキサンを使用する触媒系の技術分野では一般に用いられている。
【００３９】
アルミノキサンは、トリヒドロカルビルアルミニウム化合物を水と反応させることにより調製することができる。この反応は、以下のような公知の方法に従って行うことができる。例えば、（１）トリヒドロカルビルアルミニウム化合物を有機溶媒に溶解し、次いで、水と接触させる方法、（２）トリヒドロカルビルアルミニウム化合物を、例えば、金属塩に含まれている結晶水、または無機もしくは有機化合物に吸着した水と反応させる方法、または（３）重合される前記モノマーまたはモノマー溶液の存在下、トリヒドロカルビルアルミニウム化合物を水と反応させる方法。
【００４０】
好ましいアルミノキサン化合物としては、これらに限定されないが、メチルアルミノキサン（「ＭＡＯ」）、変性メチルアルミノキサン（「ＭＭＡＯ」）、エチルアルミノキサン、ｎ−プロピルアルミノキサン、イソプロピルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、ｎ−ペンチルアルミノキサン、ネオペンチルアルミノキサン、ｎ−ヘキシルアルミノキサン、ｎ−オクチルアルミノキサン、２−エチルヘキシルアルミノキサン、シクロヘキシルアルミノキサン、１−メチルシクロペンチルアルミノキサン、フェニルアルミノキサン、および２，６−ジメチルフェニルアルミノキサンが挙げられる。変性メチルアルミノキサンは、当業者に公知の方法を使用することによって、メチルアルミノキサンのメチル基の約２０〜８０パーセントをＣ２〜Ｃ１２ヒドロカルビル基で、好ましくはイソブチル基で置換することにより形成することができる。
【００４１】
アルミノキサンは、単独でまたは他の有機アルミニウム化合物と組み合わせて使用することができる。一実施形態では、メチルアルミノキサンと、ジイソブチルアルミニウムヒドリドなどの少なくとも１種の他の有機アルミニウム化合物（例えば、ＡｌＲｎＸ３-ｎ）とを組み合わせて用いることができる。その全体が本明細書に援用される米国特許出願公開第2008/0182954号は、組み合わせて用いることができるアルミノキサンおよび有機アルミニウム化合物の他の例を提供する。
【００４２】
上記のように、本発明において有用なアルキル化剤は、有機マグネシウム化合物を含むことができる。１以上の実施形態では、使用することができる有機マグネシウム化合物としては、一般式ＭｇＲ２によって表されるものが挙げられ、式中各Ｒは、独立して、炭素原子を介して前記マグネシウム原子に結合した一価の有機基であってもよい。１以上の実施形態では、各Ｒは、独立して、これらに限定されないが、アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アリール、アリル、置換アリール、アラルキル、アルカリール、およびアルキニル基を含むヒドロカルビル基であってもよく、各基は、１個の炭素原子、またはその基を形成するのに適当な最小数の炭素原子から、最大約２０個の炭素原子を有する。これらのヒドロカルビル基はまた、これらに限定されないが、窒素、酸素、ケイ素、硫黄、およびリン原子を含むヘテロ原子を含んでもよい。
【００４３】
一般式ＭｇＲ２によって表すことができる好ましい有機マグネシウム化合物としては、これらに限定されないが、ジエチルマグネシウム、ジ−ｎ−プロピルマグネシウム、ジイソプロピルマグネシウム、ジブチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、ジフェニルマグネシウム、およびジベンジルマグネシウムが挙げられる。
【００４４】
アルキル化剤として使用することができる別の種類の有機マグネシウム化合物は、一般式ＲＭｇＸによって表すことができ、式中Ｒは、炭素原子を介して前記マグネシウム原子に結合した一価の有機基であってもよく、Ｘは、水素原子、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素原子）、カルボキシレート基、アルコキシド基、またはアリールオキシド基であってもよい。前記有機マグネシウム化合物がフッ素原子を含む場合、前記有機マグネシウム化合物は、アルキル化剤、および前記触媒系におけるフッ素源の少なくとも一部の両方として機能することができる。１以上の実施形態では、Ｒは、これらに限定されないが、アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、置換シクロアルケニル、アリール、アリル、置換アリール、アラルキル、アルカリール、およびアルキニル基を含むヒドロカルビル基であってもよく、各基は、１個の炭素原子、またはその基を形成するのに適当な最小数の炭素原子から、最大約２０個の炭素原子を有する。これらのヒドロカルビル基はまた、これらに限定されないが、窒素、酸素、ホウ素、ケイ素、硫黄、およびリン原子を含むヘテロ原子を含んでもよい。一実施形態では、Ｘは、カルボキシレート基、アルコキシド基、またはアリールオキシド基であってもよく、各基が１から約２０の範囲の炭素原子を有する。
【００４５】
一般式ＲＭｇＸによって表すことができる有機マグネシウム化合物の種類としては、これらに限定されないが、ヒドロカルビルマグネシウムヒドリド、ヒドロカルビルマグネシウムハライド、ヒドロカルビルマグネシウムカルボキシレート、ヒドロカルビルマグネシウムアルコキシド、およびヒドロカルビルマグネシウムアリールオキシドが挙げられる。
【００４６】
一般式ＲＭｇＸによって表すことができる好ましい有機マグネシウム化合物としては、これらに限定されないが、メチルマグネシウムヒドリド、エチルマグネシウムヒドリド、ブチルマグネシウムヒドリド、ヘキシルマグネシウムヒドリド、フェニルマグネシウムヒドリド、ベンジルマグネシウムヒドリド、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムクロリド、ヘキシルマグネシウムクロリド、フェニルマグネシウムクロリド、ベンジルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムブロミド、ヘキシルマグネシウムブロミド、フェニルマグネシウムブロミド、ベンジルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムフルオリド、エチルマグネシウムフルオリド、ブチルマグネシウムフルオリド、ヘキシルマグネシウムフルオリド、フェニルマグネシウムフルオリド、ベンジルマグネシウムフルオリド、メチルマグネシウムヘキサノアート、エチルマグネシウムヘキサノアート、ブチルマグネシウムヘキサノアート、ヘキシルマグネシウムヘキサノアート、フェニルマグネシウムヘキサノアート、ベンジルマグネシウムヘキサノアート、メチルマグネシウムエトキシド、エチルマグネシウムエトキシド、ブチルマグネシウムエトキシド、ヘキシルマグネシウムエトキシド、フェニルマグネシウムエトキシド、ベンジルマグネシウムエトキシド、メチルマグネシウムフェノキシド、エチルマグネシウムフェノキシド、ブチルマグネシウムフェノキシド、ヘキシルマグネシウムフェノキシド、フェニルマグネシウムフェノキシド、およびベンジルマグネシウムフェノキシドが挙げられる。
【００４７】
上記のように、本発明において用いられるニッケル系触媒系は、フッ素源を含むことができる。本明細書において使用される場合、フッ素源という用語は、少なくとも１個のフッ素原子を含む任意の物質を指す。１以上の実施形態では、前記フッ素源の少なくとも一部は、それらの化合物が少なくとも１個のフッ素原子を含む場合、上記のニッケル含有化合物および／または上記のアルキル化剤のいずれかによって提供することができる。言いかえれば、前記ニッケル含有化合物は、前記ニッケル含有化合物、および前記フッ素源の少なくとも一部の両方として機能することができる。同様に、前記アルキル化剤は、前記アルキル化剤、および前記フッ素源の少なくとも一部の両方として機能することができる。
【００４８】
１以上の実施形態では、前記フッ素源の少なくとも一部は、別個の異なるフッ素含有化合物の形態で前記触媒系に存在してもよい。フッ素含有化合物は、１以上の不安定なフッ素原子を含む様々な化合物、またはその混合物を含んでもよい。１以上の実施形態では、前記フッ素含有化合物は、炭化水素溶媒に可溶であってもよい。他の実施形態では、炭化水素に不溶なフッ素含有化合物が、有用な場合がある。
【００４９】
フッ素含有化合物の種類としては、これらに限定されないが、元素のフッ素、フッ化ハロゲン、フッ化水素、有機フッ化物、無機フッ化物、金属フッ化物、有機金属フッ化物、およびその混合物が挙げられる。１以上の実施形態では、前記フッ素含有化合物と、エーテル、アルコール、水、アルデヒド、ケトン、エステル、ニトリル、またはその混合物などのルイス塩基との錯体を用いてもよい。これらの錯体の具体例としては、三フッ化ホウ素またはフッ化水素と、ヘキサノールなどのルイス塩基との錯体が挙げられる。
【００５０】
フッ化ハロゲンは、一フッ化ヨウ素、三フッ化ヨウ素、および五フッ化ヨウ素を含んでもよい。
【００５１】
有機フッ化物は、ｔ−ブチルフルオリド、アリルフルオリド、ベンジルフルオリド、フルオロ−ジ−フェニルメタン、トリフェニルメチルフルオリド、ベンジリデンフルオリド、メチルトリフルオロシラン、フェニルトリフルオロシラン、ジメチルジフルオロシラン、ジフェニルジフルオロシラン、トリメチルフルオロシラン、ベンゾイルフルオリド、プロピオニルフルオリド、およびフルオロギ酸メチルを含んでもよい。
【００５２】
無機フッ化物は、三フッ化リン、五フッ化リン、オキシフッ化リン、三フッ化ホウ素、四フッ化ケイ素、三フッ化ヒ素、四フッ化セレン、および四フッ化テルルを含んでもよい。
【００５３】
金属フッ化物は、四フッ化スズ、三フッ化アルミニウム、三フッ化アンチモン、五フッ化アンチモン、三フッ化ガリウム、三フッ化インジウム、四フッ化チタン、および二フッ化亜鉛を含んでもよい。
【００５４】
有機金属フッ化物は、ジメチルアルミニウムフルオリド、ジエチルアルミニウムフルオリド、メチルアルミニウムジフルオリド、エチルアルミニウムジフルオリド、メチルアルミニウムセスキフルオリド、エチルアルミニウムセスキフルオリド、イソブチルアルミニウムセスキフルオリド、メチルマグネシウムフルオリド、エチルマグネシウムフルオリド、ブチルマグネシウムフルオリド、フェニルマグネシウムフルオリド、ベンジルマグネシウムフルオリド、トリメチルスズフルオリド、トリエチルスズフルオリド、ジ−ｔ−ブチルスズジフルオリド、ジブチルスズジフルオリド、およびトリブチルスズフルオリドを含んでもよい。
【００５５】
前記ニッケル含有化合物、前記アルキル化剤、および前記フッ素源が一緒に導入され、または合わせられると、活性触媒が形成される。その活性触媒は、バルク重合条件下、共役ジエンモノマーを重合して高シス−１，４−ポリジエンを形成することができる。
【００５６】
１種以上の活性触媒種が前記触媒成分の組み合わせから生ずると考えられるが、前記各触媒成分または構成要素間の相互作用または反応の程度が、決して高い確度でわかっているわけではない。したがって、活性触媒または触媒組成物という用語は、前記成分の単純な混合物、物理的もしくは化学的な親和力によって生じる前記各成分の錯体、前記成分の化学反応生成物、または前述の成分の組み合わせが上述したようにモノマーを重合することができる限り、前記成分の単純な混合物、前記各成分の錯体、前記成分の化学反応生成物、または前述の成分の組み合わせを包含するために用いられる。
【００５７】
前述のニッケル系触媒組成物は、広範囲の触媒濃度および触媒成分比にわたり共役ジエンをシス−１，４−ポリジエンへ重合する高い触媒活性を有する場合がある。幾つかの要因が、前記触媒成分のいずれか１つの最適な濃度に影響を与える場合がある。例えば、前記触媒成分が相互作用して活性種を形成することがあるため、いずれか１つの触媒成分の最適濃度が、前記他の触媒成分の濃度に依存することがある。
【００５８】
１以上の実施形態では、前記アルキル化剤と前記ニッケル含有化合物のモル比（アルキル化剤／Ｎｉ）は、約１０：１から約５０：１まで、他の実施形態では、約２０：１から約４０：１まで、また他の実施形態では約２５：１から約３５：１まで変動し得る。１以上の実施形態では、前記アルキル化剤と前記ニッケル含有化合物のモル比（アルキル化剤／Ｎｉ）は、３５：１未満、他の実施形態では３０：１未満、他の実施形態では２７：１未満、また他の実施形態では２５：１未満である。
【００５９】
１以上の実施形態では、前記フッ素源と前記ニッケル含有化合物のモル比は、前記フッ素源中のフッ素原子のモルと前記ニッケル含有化合物中のニッケル原子のモルとの比（フッ素／Ｎｉ）の観点から最もよく記載される。１以上の実施形態では、前記フッ素／Ｎｉモル比は、約７０：１から約１３０：１まで、他の実施形態では約８０：１から約１２０：１まで、また他の実施形態では約９０：１から約１０８：１まで変動し得る。
【００６０】
１以上の実施形態では、前記アルキル化剤と前記フッ素源のモル比は、アルキル化剤のモルと前記フッ素源中のフッ素原子のモルとの比（アルキル化剤／フッ素）の観点から記載することができ、０．０５：１〜１．５：１、他の実施形態では０．１：１から０．９：１まで、また他の実施形態では０．２：１から０．５：１まで変動し得る。
【００６１】
前記活性触媒は、様々な方法によって形成することができる。
【００６２】
１以上の実施形態では、前記活性触媒は予備形成してもよい。すなわち、前記触媒成分が、前記重合系の外で、まったくモノマーのない状態、または少なくとも１種の少量の共役ジエンモノマーの存在する状態のいずれかで、約−２０℃から約８０℃であってもよい適当な温度で予備混合される。その触媒組成物を必要に応じて、重合されるモノマーに添加される前に、熟成してもよい。本明細書において使用される場合、少量のモノマーとは、前記触媒形成中のモノマー１００ｇ当たり、２ｍｍｏｌより多い、他の実施形態では３ｍｍｏｌより多い、また他の実施形態では４ｍｍｏｌより多いニッケル含有化合物の触媒の装填を指す。
【００６３】
他の実施形態では、段階的または同時方式で前記触媒成分を、重合される前記モノマーに添加することにより、インサイチューで前記活性触媒を形成してもよい。一実施形態では、まず前記アルキル化剤、続いて、前記ニッケル含有化合物、次いで前記フッ素源を添加することができる。１以上の実施形態では、前記触媒成分の２つを、前記モノマーに添加する前に予備混合することができる。例えば、前記ニッケル含有化合物および前記アルキル化剤を予備混合し、単一のストリームとして前記モノマーへ添加することができる。あるいは、前記フッ素源および前記アルキル化剤を予備混合し、単一のストリームとして前記モノマーへ添加することができる。前記触媒のインサイチュー形成は、前記触媒形成中のモノマー１００ｇ当たり、２ｍｍｏｌ未満、他の実施形態では１ｍｍｏｌ未満、他の実施形態では０．２ｍｍｏｌ未満、他の実施形態では０．１ｍｍｏｌ未満、他の実施形態では０．０５ｍｍｏｌ未満、また他の実施形態では０．００６ｍｍｏｌ以下のニッケル含有化合物の触媒の装填を特徴とする場合がある。
【００６４】
１以上の実施形態では、前記ニッケル系触媒系を用いる共役ジエンモノマーの重合は、調節ルイス塩基の存在下で行われる。本明細書において使用される場合、調節ルイス塩基という用語は、前記重合混合物中に存在する場合、その重合を調節して低い重合速度での進行を可能とする任意のルイス塩基を指す。１以上の実施形態では、調節ルイス塩基としては、酸性プロトンを含まないルイス塩基が挙げられる。
【００６５】
１以上の実施形態では、前記調節ルイス塩基は、重合される前記モノマーまたは前記重合混合物に、直接個々に導入される。言いかえれば、前記重合系に導入される前に、前記調節ルイス塩基は、用いられる各触媒成分と錯体を形成しない。これらのまたは他の実施形態おいて、前記ニッケル含有化合物と前記アルキル化剤とを接触させる場合に起こると考えられる前記ニッケル含有化合物のアルキル化は、前記調節ルイス塩基が実質的にない状態で起こる。特定の実施形態では、前記活性触媒の形成は、前記調節ルイス塩基が実質的にない状態で起こる。
【００６６】
本明細書において使用される場合、「実質的にない」は、前記触媒の形成または性能に有害な影響を与えない、前記調節ルイス塩基の量またはそれ未満の量を指す。１以上の実施形態では、前記活性触媒は、前記ニッケル含有化合物中のニッケル金属１モル当たり、前記調節ルイス塩基１０モル未満の存在状態で、他の実施形態では２モル未満の存在状態で、また他の実施形態では１モル未満の存在状態で形成される。他の実施形態では、前記触媒は、前記調節ルイス塩基の僅少量以下の数量を指す、調節ルイス塩基が基本的にない状態で形成される。特定の実施形態では、前記活性触媒は、前記調節ルイス塩基の全くない状態で形成される。
【００６７】
１以上の実施形態では、前記調節ルイス塩基は、予備形成された活性触媒を含む、前記活性触媒の導入以前にモノマー中に存在してもよい。例えば、前記調節ルイス塩基は、重合される前記モノマーに直接個々に導入され、次いで、前記予備形成された活性触媒が、前記モノマーと調節ルイス塩基との混合物に導入される。これらの実施形態では、重合される前記モノマーへの前記調節ルイス塩基の導入によって、前記活性触媒の導入前の活性触媒を含まない、モノマー／調節ルイス塩基ブレンドが形成される。
【００６８】
他の実施形態では、前記予備形成された活性触媒および前記調節ルイス塩基は、重合される前記モノマーへ、同時に、しかしなお個々別々に添加してもよい。
【００６９】
他の実施形態では、前記調節ルイス塩基が、前記活性触媒を含むモノマーに導入される。上記のように、前記活性触媒は、予備形成手順によってまたはインサイチューで形成してもよい。当業者が理解するように、前記活性触媒が前記調節ルイス塩基の導入前に前記モノマー中に存在する場合、前記活性触媒は、前記調節ルイス塩基が導入される時点で成長オリゴマー種の形態であってもよい。この点に関して、活性触媒が、低分子量のリビングまたは擬似リビングオリゴマーを指す場合があることを当業者は理解する。
【００７０】
１以上の実施形態では、前記調節ルイス塩基は、前記活性触媒を形成するための前記触媒成分の導入後、または予備形成された活性触媒自体の導入後、前記モノマーに導入される。１以上の実施形態では、前記調節ルイス塩基は、５％の、他の実施形態では３％の、他の実施形態では１％の、また他の実施形態では０．５％の前記モノマーが重合される前に添加される。
【００７１】
例示の調節ルイス塩基としては、これらに限定されないが、ジヒドロカルビルエーテルおよびアミンが挙げられる。
【００７２】
１以上の実施形態では、好ましいジヒドロカルビルエーテルとして、式Ｒ−Ｏ−Ｒによって表される化合物が挙げられ、式中各Ｒは、独立してヒドロカルビル基または置換ヒドロカルビル基である。前記ヒドロカルビル基は、これらに限定されないが、窒素、酸素、ケイ素、スズ、硫黄、ホウ素、およびリン原子などのヘテロ原子を含んでもよい。好ましい種類のヒドロカルビル基または置換ヒドロカルビル基としては、これらに限定されないが、アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アリール、置換アリール基、および複素環基が挙げられる。
【００７３】
例示のアルキル基としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−ヘプチル、２−エチルヘキシル、ｎ−オクチル、ｎ−ノニル、およびｎ−デシル基が挙げられる。
【００７４】
例示のシクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、２−メチルシクロヘキシル、２−ｔ−ブチルシクロヘキシル、および４−ｔ−ブチルシクロヘキシル基が挙げられる。
【００７５】
例示のアリール基としては、フェニル、置換フェニル、ビフェニル、置換ビフェニル、二環式アリール、置換二環式アリール、多環式アリール、および置換多環式アリール基が挙げられる。置換アリール基としては、水素原子がヒドロカルビル基などの一価の有機基で置換されたものが挙げられる。
【００７６】
例示の置換フェニル基としては、２−メチルフェニル、３−メチルフェニル、４−メチルフェニル、２，３−ジメチルフェニル、３，４−ジメチルフェニル、２，５−ジメチルフェニル、２，６−ジメチルフェニル、および２，４，６−トリメチルフェニル（メシチルとも呼ばれる）基が挙げられる。
【００７７】
例示の二環式または多環式のアリール基としては、１−ナフチル、２−ナフチル、９−アントリル、９−フェナントリル、２−ベンゾ［ｂ］チエニル、３−ベンゾ［ｂ］チエニル、２−ナフト［２，３−ｂ］チエニル、２−チアントレニル、１−イソベンゾフラニル、２−キサンテニル、２−フェノキサチイニル、２−インドリジニル、Ｎ−メチル−２−インドリル、Ｎ−メチル−インダゾール−３−イル、Ｎ−メチル−８−プリニル、３−イソキノリル、２−キノリル、３−シンノリニル、２−プテリジニル、Ｎ−メチル−２−カルバゾリル、Ｎ−メチル−β−カルボリン−３−イル、３−フェナントリジニル、２−アクリジニル、１−フタラジニル、１，８−ナフチリジン−２−イル、２−キノキサリニル、２−キナゾリニル、１，７−フェナントロリン−３−イル、１−フェナジニル、Ｎ−メチル−２−フェノチアジニル、２−フェナルサジニル、およびＮ−メチル−２−フェノキサジニル基が挙げられる。
【００７８】
例示の複素環基としては、２−チエニル、３−チエニル、２−フリル、３−フリル、Ｎ−メチル−２−ピロリル、Ｎ−メチル−３−ピロリル、Ｎ−メチル−２−イミダゾリル、１−ピラゾリル、Ｎ−メチル−３−ピラゾリル、Ｎ−メチル−４−ピラゾリル、２−ピリジル、３−ピリジル、４−ピリジル、ピラジニル、２−ピリミジニル、３−ピリダジニル、３−イソチアゾリル、３−イソオキサゾリル、３−フラザニル、２−トリアジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、ピペリジニル、ピペラジニル、ピロリジニル、ピロリニル、イミダゾリジニル、およびイミダゾリニル基が挙げられる。
【００７９】
好ましい種類のジヒドロカルビルエーテルとしては、これらに限定されないが、ジアルキルエーテル、ジシクロアルキルエーテル、ジアリールエーテル、および混合ジヒドロカルビルエーテルが挙げられる。
【００８０】
ジアルキルエーテルの具体例としては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジ−ｎ−プロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジ−ｔ−ブチルエーテル、ジ−ｎ−ペンチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、ジネオペンチルエーテル、ジ−ｎ−ヘキシルエーテル、ジ−ｎ−ヘプチルエーテル、ジ−２−エチルヘキシルエーテル、ジ−ｎ−オクチルエーテル、ジ−ｎ−ノニルエーテル、ジ−ｎ−デシルエーテル、およびジベンジルエーテルが挙げられる。
【００８１】
ジシクロアルキルエーテルの具体例としては、ジシクロプロピルエーテル、ジシクロブチルエーテル、ジシクロペンチルエーテル、ジシクロヘキシルエーテル、ジ−２−メチルシクロヘキシルエーテル、およびジ−２−ｔ−ブチルシクロヘキシルエーテルが挙げられる。
【００８２】
ジアリールエーテルの具体例としては、ジフェニルエーテル、ジ−ｏ−トリルエーテル、ジ−ｍ−トリルエーテル、およびジ−ｐ−トリルエーテルが挙げられる。
【００８３】
混合ジヒドロカルビルエーテルの具体例としては、ｎ−ブチルメチルエーテル、イソブチルメチルエーテル、ｓｅｃ−ブチルメチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、ｎ−ブチルエチルエーテル、イソブチルエチルエーテル、ｓｅｃ−ブチルエチルエーテル、ｔ−ブチルエチルエーテル、ｔ−アミルメチルエーテル、ｔ−アミルエチルエーテル、フェニルメチルエーテル（アニソールとも呼ばれる）、フェニルエチルエーテル、フェニルｎ−プロピルエーテル、フェニルイソプロピルエーテル、フェニルｎ−ブチルエーテル、フェニルイソブチルエーテル、フェニルｎ−オクチルエーテル、ｐ−トリルエチルエーテル、ｐ−トリルｎ−プロピルエーテル、ｐ−トリルイソプロピルエーテル、ｐ−トリルｎ−ブチルエーテル、ｐ−トリルイソブチルエーテル、ｐ−トリルｔ−ブチルエーテル、ｐ−トリルｎ−オクチルエーテル、ベンジルｎ−エチルエーテル、ベンジルｎ−プロピルエーテル、ベンジルイソプロピルエーテル、ベンジルｎ−ブチルエーテル、ベンジルイソブチルエーテル、ベンジルｔ−ブチルエーテル、およびベンジルｎ−オクチルエーテルが挙げられる。
【００８４】
１以上の実施形態では、前記ジヒドロカルビルエーテル中の１個または両方のヒドロカルビル基（Ｒ）は、１以上の追加のエーテル結合（すなわち、Ｃ−Ｏ−Ｃ）を含んでもよい。これらのエーテル化合物は、ポリエーテルと呼ばれることがある。ポリエーテルの具体例としては、エチレングリコールジメチルエーテル（モノグライムとも呼ばれる）、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグライムとも呼ばれる）、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル（トリグライムとも呼ばれる）、トリエチレングリコールジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（テトラグライムとも呼ばれる）、およびテトラエチレングリコールジエチルエーテルなどのグライムエーテルが挙げられる。
【００８５】
１以上の実施形態では、好ましいアミンとしては、式ＮＲ３によって表される化合物が挙げられ、式中各Ｒは、同じまたは異なっていてもよく、ヒドロカルビル基または置換ヒドロカルビル基であり、または、式中２つ以上のＲ基が合わさって二価または三価の有機基を形成する。前記ヒドロカルビル基は、これらに限定されないが、窒素、酸素、ケイ素、スズ、硫黄、ホウ素、およびリンの原子などのヘテロ原子を含んでもよい。好ましい種類のヒドロカルビル基または置換ヒドロカルビル基としては、これらに限定されないが、アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アリール、置換アリール基、および複素環基が挙げられる。ヒドロカルビル基の具体例としては、前記ジヒドロカルビルエーテル化合物に関して上に与えられたものが挙げられる。所定の実施形態では、好ましいアミンとして、アミンの窒素原子が炭素原子と３つの結合を有する化合物が挙げられる。具体的には、窒素が３個の炭素原子に単結合したアミン（例えばトリヒドロカルビルアミン）が企図されている。また具体的には、窒素が１個の炭素原子に単結合し、第２の炭素原子に二重結合したアミン（例えばピリジンなどの芳香族アミン）が企図されている。
【００８６】
１以上の実施形態では、前記アミンは、第三級アミンである。１以上の実施形態では、前記第三級アミンは、１以上の非環式の置換基を含んでもよい。他の実施形態では、前記第三級アミンは、１以上の環状の非芳香族置換基を含んでもよい。また他の実施形態では、前記第三級アミンは、１以上の芳香族置換基を含んでもよい。特定の実施形態では、前記第三級アミンは、当該第三級アミンの窒素原子に直接結合した芳香族置換基を有しない。１以上の実施形態では、前記第三級アミンは、当該第三級アミンの窒素原子が非芳香族環の一員である、環状非芳香族アミンである。他の実施形態では、前記第三級アミンは、当該第三級アミンの窒素原子が芳香環の一員である芳香族アミンである。１以上の実施形態では、前記第三級アミンは、単座化合物であり、これは、前記ニッケル含有化合物のニッケル金属に結合または配位することができる唯一の非共有電子対の存在を指す。
【００８７】
非環式置換基を含む第三級アミンの具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−ｓｅｃ−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリイソペンチルアミン、トリ−ｎ−ヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリオクチルアミン、トリセチルアミン、トリドデシルアミン、トリヘプチルアミン、トリ−イソ−ヘプチルアミン、トリノニルアミン、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジオクチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−エチルアミン、Ｎ−メチル−Ｎ−エチル−Ｎ−プロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヘキシルアミン、トリ−イソアミルアミン、トリアミルアミンが挙げられる。
【００８８】
環状の非芳香族置換基を含む第三級アミンの具体例としては、トリシクロペンチルアミン、トリシクロヘキシルアミン、およびトリシクロオクチルアミンが挙げられる。
【００８９】
芳香族置換基を含む第三級アミンの具体例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、トリフェニルアミン、およびトリベンジルアミンが挙げられる。
【００９０】
環状の非芳香族アミンの具体例としては、Ｎ−メチルピロリジン、１，２−ジメチルピロリジン、１，３−ジメチルピロリジン、１，２，５−トリメチルピロリジン、２−メチル−２−ピラゾリン、１−メチル−２Ｈ−ピロール、２Ｈ−ピロール、１−メチルピロール、２，４−ジメチル−１−メチルピロール、２，５−ジメチル−１−メチルピロール、Ｎ−メチルピロール、１，２，５−トリメチルピロール、３−ピロリン、２−ピロリン、２−メチル−１−ピロリン、２−イミダゾリン、Ｎ−エチルピペリジン、１−エチルピペリジン、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミン、キヌクリジン、３−（ビフェニル−４−イル）キヌクリジン、および１−メチル−カルバゾールが挙げられる。
【００９１】
芳香族アミンの具体例としては、ピリジン、メチルピリジン、２，６−ジメチルピリジン、２−メチルピリジン、３−メチルピリジン、４−メチルピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、エチルピリジン、２−エチルピリジン、３−エチルピリジン、４−エチルピリジン、２，４−ジエチルピリジン、２，６−ジエチルピリジン、３，４−ジエチルピリジン、２，３−ジメチルピリジン、２，４−ジメチルピリジン、２，５−ジメチルピリジン、３，４−ジメチルピリジン、３，５−ジメチルピリジン、トリエチルピリジン、１，４，５−トリエチルピリジン、２，４，５−トリエチルピリジン、２，３，４−トリメチルピリジン、２，３，５−トリメチルピリジン、２，３，６−トリメチルピリジン、２，４，６−トリメチルピリジン、プロピルピリジン、３−メチル−４−プロピル−ピリジン、ブチルピリジン、４−（１−ブチルペンチル）ピリジン、４−ｔｅｒｔ−ブチルピリジン、フェニルピリジン、３−メチル−２−フェニルピリジン、ジフェニルピリジン、２−フェニルピリジン、ベンジルピリジン、４−ピロリジノピリジン、１−メチル−４−フェニルピリジン、２−（１−エチルプロピル）ピリジン、２，６−ジメチル−４−エチルピリジン、３−エチル−４−メチルピリジン、３，５−ジメチル−２−エチルピリジン、２，３，４，５−テトラメチルピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、４−メチルピリミジン、１，２，３−トリアゾール、１，３，５−トリアジン、キノリン、２−エチルキノリン、３−エチルキノリン、４−エチルキノリン、２−メチルキノリン、３−メチルキノリン、４−メチルキノリン、５−メチルキノリン、６−メチルキノリン、８−メチルキノリン、２，４−ジメチルキノリン、４，６−ジメチルキノリン、４，７−ジメチルキノリン、５，８−ジメチルキノリン、６，８−ジメチルキノリン、２，４，７−トリメチルキノリン、イソキノリン、４−エチル−イソキノリン、１−エチルイソキノリン、３−エチルイソキノリン、４−メチル−２−フェニルイミダゾール、２−（４−メチルフェニル）インドリジン、インドリジン、キノキサリン、２−アミノ−８−メチル−キノキサリン、１−メチルインドール、１，８−ナフチリジン、シンノリン、キナゾリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、１−メチルピラゾール、１，３−ジメチルピラゾール、１，３，４−トリメチルピラゾール、３，５−ジメチル−１−フェニルピラゾール、および３，４−ジメチル−１−フェニルピラゾールが挙げられる。
【００９２】
１以上の実施形態では、重合される前記モノマーに直接個々に導入される前記調節ルイス塩基の量は、用いられる調節ルイス塩基の種類に依存することがある。１以上の実施形態では、ジヒドロカルビルエーテルが前記調節ルイス塩基として用いられる場合、その用いられるジヒドロカルビルエーテルの量は、前記ジヒドロカルビルエーテルと前記ニッケル含有化合物のモル比（エーテル／Ｎｉ）によって表すことができる。１以上の実施形態では、前記エーテル／Ｎｉモル比は、約１０：１から約８０：１、他の実施形態では約２０：１から約７０：１、他の実施形態では約３０：１から約５５：１、また他の実施形態では約３５：１から約４５：１である。
【００９３】
１以上の実施形態では、アミンが前記調節ルイス塩基として用いられる場合、その用いられるアミンの量は、前記アミンと前記ニッケル含有化合物のモル比（アミン／Ｎｉ）によって表すことができる。１以上の実施形態では、前記アミン／Ｎｉモル比は、約０．１：１から約２．０：１、他の実施形態では約０．３：１から約１．６：１、他の実施形態では約０．５：１から約１．４：１、また他の実施形態では約０．７：１から約１．２：１である。
【００９４】
１以上の実施形態では、溶媒は、前記触媒、触媒成分、および／または前記調節ルイス塩基を溶解または懸濁する担体として、前記重合系へのそれらの送達を容易にするために、用いてもよい。他の実施形態では、モノマーを、前記担体として使用することができる。また他の実施形態では、前記触媒成分または調節ルイス塩基は、溶媒を使用せずにニートな状態で導入することができる。
【００９５】
１以上の実施形態では、好ましい溶媒としては、前記触媒の存在下、モノマーの重合中に、重合または成長ポリマー鎖への組み込みを受けない有機化合物が挙げられる。１以上の実施形態では、これらの有機種は、常温常圧で液体である。１以上の実施形態では、これらの有機溶媒は、前記触媒に不活性である。例示の有機溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素および脂環式炭化水素などの低沸点または比較的低沸点の炭化水素が挙げられる。芳香族炭化水素の非限定的な例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、およびメシチレンが挙げられる。脂肪族炭化水素の非限定的な例としては、ｎ‐ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ‐オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、イソペンタン、イソヘキサン、イソペンタン、イソオクタン、２，２−ジメチルブタン、石油エーテル、灯油、および石油スピリットが挙げられる。また、脂環式炭化水素の非限定的な例としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、およびメチルシクロヘキサンが挙げられる。上記の炭化水素の混合物も使用することができる。当技術分野では公知であるが、脂肪族および脂環式炭化水素が、環境上の理由のために好ましく用いられることがある。前記低沸点の炭化水素溶媒は、通常、前記重合が完了した際に前記ポリマーから分離される。
【００９６】
有機溶媒の他の例としては、ポリマーを油展するために一般に使用される炭化水素油を含む、高分子量の高沸点炭化水素が挙げられる。これらの油の例としては、パラフィン油、芳香族油、ナフテン油、ヒマシ油以外の植物油、およびＭＥＳ、ＴＤＡＥ、ＳＲＡＥ、重質ナフテン油を含む低ＰＣＡ油が挙げられる。これらの炭化水素は不揮発性であるので、これらは、通常分離を必要とせず、前記ポリマー中に取り込まれたままである。
【００９７】
本発明に係るポリマーの製造は、触媒として有効な量の前記活性触媒の存在下、共役ジエンモノマーを重合することにより達成することができる。前記触媒、前記共役ジエンモノマー、前記調節ルイス塩基、および用いる場合任意の溶媒の導入によって、ポリマーが形成される重合混合物が形成される。用いられる前記触媒の量は、用いられる触媒の種類、前記成分の純度、重合温度、重合速度および所望の重合率、所望の分子量、および他の多くの因子などの様々な因子の相互作用に依存する場合がある。したがって、具体的な触媒量は、触媒として有効な量の触媒を使用してもよいということ以外、断定的に述べることはできない。
【００９８】
１以上の実施形態では、使用される前記ニッケル含有化合物の量は、モノマー１００グラム当たり、約０．００１から約０．１００ｍｍｏｌ、他の実施形態では約０．００５から約０．０５０ｍｍｏｌ、またさらに別の実施形態では約０．０１０から約０．０３０ｍｍｏｌに変動し得る。
【００９９】
１以上の実施形態では、本発明による共役ジエンモノマーの重合は、溶媒を実質的に含まないまたは最小限の量の溶媒を含むバルク重合系中で行ってもよい。当業者はバルク重合法（すなわち、モノマーが溶媒として働く方法）の利点を認識しており、したがって、前記重合系は、バルク重合を実施することによって求められる利点に有害な影響を与えるよりも少ない溶媒を含む。１以上の実施形態では、前記重合混合物の溶媒含有量は、前記重合混合物の合計重量に基づいて、約２０重量％未満、他の実施形態では約１０重量％未満、またさらに別の実施形態では約５重量％未満であってもよい。別の実施形態では、前記重合混合物は、用いられる原料に固有の溶媒以外の溶媒を含まない。また別の実施形態では、前記重合混合物は、実質的に溶媒を含まず、このことは、そうでなければ重合方法にかなりの影響を及ぼす量の溶媒の欠如を指す。溶媒が実質的にない重合系は、溶媒を実質的に含まないといわれることがある。特定の実施形態では、前記重合混合物は、溶媒を含まない。
【０１００】
前記重合は、当技術分野で公知の任意の従来の重合容器で行ってもよい。１以上の実施形態では、前記重合は、従来の撹拌反応槽で行うことができ、任意に、押出機または揮発性成分除去器などの他の種類の反応器と組み合わせて使用してもよい。有用なバルク重合方法の例は、米国特許第7,351,776号に開示されており、これは本明細書に援用される。
【０１０１】
１以上の実施形態では、前記重合に使用される成分はすべて、単一の容器（例えば、従来の撹拌反応槽）内で混合することができ、前記重合方法の全工程をこの容器内で行うことができる。他の実施形態では、２以上の成分を１つの容器内で予備混合し、次いで、モノマーの重合（または少なくともその大部分）を行うことができる別の容器に移動させることができる。
【０１０２】
前記重合は、バッチ方法、連続方法、または半連続方法として実行することができる。前記半連続方法においては、必要に応じて、既に重合したモノマーと置き換えるために前記モノマーが断続的に装填される。１以上の実施形態では、前記重合が進行する条件は、約−１０℃から約１３０℃、他の実施形態では約０℃から約１００℃、また他の実施形態では約１０℃から約８０℃の範囲内に、前記重合混合物の温度を維持するように制御してもよい。特定の実施形態では、前記重合中の前記重合混合物のピーク温度は、３４℃より大きく、他の実施形態では４０℃より大きく、また他の実施形態では４５℃より大きい。
【０１０３】
１以上の実施形態では、熱的に制御された反応ジャケットによる外部冷却、前記反応器に連結した還流冷却器の使用を介する前記モノマーの蒸発および凝縮による内部冷却、またはこれら２つの方法の組み合わせによって、重合熱を除去してもよい。また、前記重合条件を制御して約０．１気圧から約５０気圧、他の態様では約０．５気圧から約２０気圧、また他の態様では約１気圧から約１０気圧の圧力下で前記重合を行ってもよい。１以上の実施形態では、前記重合を実行してもよい圧力としては、確実に大半のモノマーが液相で存在する圧力が挙げられる。これらまたは他の実施形態では、前記重合混合物を嫌気条件下に維持してもよい。
【０１０４】
１以上の実施形態では、本発明のバルク重合方法は、ポリマーゲル形成を回避するために比較的低いモノマー重合率に維持される。１以上の実施形態では、前記モノマー重合率は、３０％未満、他の実施形態では２０％未満、他の実施形態では１５％未満、また他の実施形態では１２％未満に維持される。１以上の実施形態では、前記重合容器内のモノマー濃度は、前記重合容器内の前記重合混合物の合計重量に基づいて、７０重量％より大きく、他の実施形態では８０重量％より大きく、他の実施形態では８５重量％より大きく、また他の実施形態では８８重量％より大きく維持される。
【０１０５】
所望のモノマー重合率が達成されたら、あらゆる反応性ポリマー鎖および前記触媒または触媒成分を不活性化するために、クエンチ剤を前記重合混合物に添加することができる。前記クエンチ剤は、これらに限定されないが、アルコール、カルボン酸、無機酸、水、またはその混合物を含むプロトン性化合物であってもよい。特定の実施形態では、クエンチ剤としては、米国特許出願公開第2009/0043055号に開示されているポリヒドロキシ化合物が挙げられ、これは本明細書に援用される。２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールなどの抗酸化剤を、前記クエンチ剤の添加と共に、その添加の前または後に添加してもよい。用いられる前記抗酸化剤の量は、前記ポリマー生成物の約０．２重量％から約１重量％の範囲であってもよい。前記クエンチ剤および前記抗酸化剤は、ニートな物質として、または必要な場合、前記重合混合物に添加される前に炭化水素溶媒または共役ジエンモノマーに溶解して添加してもよい。さらに、ポリマーセメントまたはモノマー中に溶解もしくは懸濁したポリマーの形態であってもよい前記ポリマーに、油を添加することによって前記ポリマー生成物を油展することができる。本発明の実施は、添加することができる油の量を限定せず、したがって、従来の量を添加してもよい（例えば、５〜５０ｐｈｒ）。用いることができる有用な油またはエキステンダーとしては、これらに限定されないが、芳香族油、パラフィン油、ナフテン油、ヒマシ油以外の植物油、ＭＥＳ、ＴＤＡＥ、ＳＲＡＥおよび重質ナフテン油を含む低ＰＣＡ油が挙げられる。
【０１０６】
前記重合混合物が失活されたら、当該重合混合物の各成分を回収してもよい。１以上の実施形態では、その未反応モノマーを、前記重合混合物から回収することができる。例えば、前記モノマーは、当技術分野で公知の方法を使用することにより前記重合混合物から蒸留することができる。１以上の実施形態では、前記重合混合物から前記モノマーを除去するために揮発性成分除去器を用いてもよい。前記モノマーが前記重合混合物から除去されたら、当該モノマーを、精製し、保管し、および／または前記重合工程にリサイクルしてもよい。
【０１０７】
前記ポリマー生成物は、当技術分野で公知の方法を使用することにより前記重合混合物から回収してもよい。１以上の実施形態では、脱溶媒および乾燥方法を使用してもよい。例えば、脱溶媒押出機などの加熱されたスクリュー装置に前記重合混合物を通すことによって、前記ポリマーを回収することができ、これによって、揮発性物質が、適当な温度（例えば、約１００℃から約１７０℃）かつ大気圧または大気圧以下での蒸発によって除去される。この処理は、未反応モノマーと任意の低沸点溶媒を除去するのに役立つ。あるいは、前記重合混合物を蒸気脱溶媒にかけ、続いてそのポリマークラムを熱風トンネル内で乾燥することによって、前記ポリマーを回収することができる。また、ドラム乾燥機で前記重合混合物を直接乾燥することによって、前記ポリマーを回収することができる。
【０１０８】
１以上の実施形態では、本発明に従って調製されるポリマーは、不飽和を含んでもよい。これらまたは他の実施形態では、前記ポリマーは、加硫性である。１以上の実施形態では、前記ポリマーは、０℃未満、他の実施形態では−２０℃未満、また他の実施形態では−３０℃未満であるガラス転移温度（Ｔｇ）を有することができる。一実施形態では、これらのポリマーは、単一のガラス転移温度を示すことがある。特定の実施形態では、前記ポリマーは、水素化または部分的に水素化されていてもよい。
【０１０９】
１以上の実施形態では、本発明のポリマーは、９７％より多い、他の実施形態では９７．５％より多い、他の実施形態では９８．０％より多い、また他の実施形態では９８．５％より多いシス−１，４結合量を有するシス−１，４−ポリジエンであり、ここで百分率は、ジエン単量体単位の合計数に対するシス−１，４結合を採るジエン単量体単位の数に基づく。またこれらのポリマーは、約１．０％未満、他の実施形態では０．８％未満、他の実施形態では０．７％未満、また他の実施形態では０．６％未満である１，２結合量を有してもよく、ここで百分率は、ジエン単量体単位の合計数に対する１，２結合を採るジエン単量体単位の数に基づく。前記ジエン単量体単位の残部は、トランス−１，４結合を採ってもよい。前記シス−１，４結合量，１，２結合量およびトランス−１，４結合量は、赤外分光法によって求めることができる。
【０１１０】
１以上の実施形態では、これらのポリマーの数平均分子量（Ｍｎ）は、ポリスチレン標準物で較正されたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）および当該ポリマーについてのＭａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ定数の使用により求めたときに、約１，０００から約１，０００，０００、他の実施形態では約５，０００から約２００，０００、他の実施形態では約２５，０００から約１５０，０００、また他の実施形態では約５０，０００から約１２０，０００となることがある。
【０１１１】
１以上の実施形態では、これらのポリマーの分子量分布または多分散性（Ｍｗ／Ｍｎ）は、３．０未満、他の実施形態では２．９未満、他の実施形態では２．６未満、他の実施形態では２．５未満、他の実施形態では２．３未満、他の実施形態では２．１未満、他の実施形態では２．０未満、また他の実施形態では１．９未満となることがある。
【０１１２】
１以上の実施形態では、前記ポリマーのムーニー粘度（１００℃でのＭＬ１＋４）は、６０未満、他の実施形態では５０未満、他の実施形態では４０未満、また他の実施形態では２５未満となることがある。
【０１１３】
１以上の実施形態では、前記ポリマーのゲル量は、前記ポリマー中のトルエン不溶性物質の量を室温で測定することにより求めたときに、２０重量％未満、他の実施形態では１０重量％未満、他の実施形態では７重量％未満、他の実施形態では５重量％未満、他の実施形態では３重量％未満、また他の実施形態では２重量％未満となることがある。
【０１１４】
本発明のポリマーは、タイヤ部材を製造するために使用することができるゴム組成物を調製するのに特に有用である。ゴム配合方法およびそこに用いられる添加剤は、一般にThe Compounding and Vulcanization of Rubber, in Rubber Technology (第２版  1973)に開示されている。
【０１１５】
前記ゴム組成物は、本発明のポリマーを単独でまたは他のエラストマー（すなわち、加硫してゴム特性またはエラストマー特性を有する組成物を形成することができるポリマー）と一緒に使用することにより調製することができる。使用してもよい他のエラストマーとしては、天然ゴムおよび合成ゴムが挙げられる。合成ゴムは、通常、共役ジエンモノマーの重合、共役ジエンモノマーとビニル置換芳香族モノマーなどの他のモノマーとの共重合、またはエチレンと１種以上のα−オレフィンと任意の１種以上のジエンモノマーとの共重合に由来する。
【０１１６】
例示のエラストマーとしては、天然ゴム、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン−co−イソプレン、ネオプレン、ポリ（エチレン−co−プロピレン、ポリ（スチレン−co−ブタジエン、ポリ（スチレン−co−イソプレン）、ポリ（スチレン−co−イソプレン−co−ブタジエン）、ポリ（イソプレン−co−ブタジエン）、ポリ（エチレン−co−プロピレン−co−ジエン）、多硫化ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム、およびその混合物が挙げられる。これらのエラストマーは、直鎖、分枝、および星形の構造を含む多様な巨大分子構造を有することができる。
【０１１７】
前記ゴム組成物は、無機充填剤および有機充填剤などの充填剤を含んでもよい。有機充填剤の例としては、カーボンブラックおよびデンプンが挙げられる。無機充填剤の例としては、シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、雲母、タルク（水和ケイ酸マグネシウム）、および粘土（水和ケイ酸アルミニウム）が挙げられる。カーボンブラックおよびシリカは、タイヤ製造において使用される最も一般的な充填剤である。所定の実施形態では、異なる充填剤の混合物が有利に用いられる場合がある。
【０１１８】
１以上の実施形態では、カーボンブラックとして、ファーネスブラック、チャネルブラック、およびランプブラックが挙げられる。より具体的なカーボンブラックの例として、超摩耗ファーネスブラック、中超摩耗ファーネスブラック、高摩耗ファーネスブラック、高速押出ファーネスブラック、微細ファーネスブラック、半補強用ファーネスブラック、中加工用チャネルブラック、硬質加工用チャネルブラック、導電性チャネルブラック、およびアセチレンブラックが挙げられる。
【０１１９】
特定の実施形態では、前記カーボンブラックは、少なくとも２０ｍ２／ｇ、また他の実施形態では少なくとも３５ｍ２／ｇの表面積（ＥＭＳＡ）を有してもよく、表面積値は、ASTM D-1765によってセチルトリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）法を使用して求めることができる。前記カーボンブラックは、ペレット化形態でもよいし、または非ペレット化凝集塊の形態でもよい。カーボンブラックの好ましい形態は、ゴムコンパウンドを混合するのに使用される混合装置の種類に依存することがある。
【０１２０】
前記ゴム組成物で用いられるカーボンブラックの量は、ゴム１００重量部当たり（ｐｈｒ）最大約５０重量部、典型的には約５から約４０ｐｈｒである。
【０１２１】
使用してもよい一部の市販のシリカとしては、Ｈｉ−Ｓｉｌ（商標）２１５、Ｈｉ−Ｓｉｌ（商標）２３３、およびＨｉ−Ｓｉｌ（商標）１９０(PPG Industries, Inc.; Pittsburgh, Pa.)が挙げられる。市販のシリカの他の供給業者としては、Grace Davison (Baltimore, Md.)、Degussa Corp. (Parsippany, N.J.)、Rhodia Silica Systems (Cranbury, N.J.)、およびJ.M. Huber Corp. (Edison, N.J.)が挙げられる。
【０１２２】
１以上の実施形態では、シリカは、その補強特性の尺度を与える表面積によって特徴付けられることがある。Brunauer, EmmetおよびTeller (「BET」)法(J. Am. Chem. Soc, vol. 60, p. 309 et seq.に記載)は、表面積測定の認知された方法である。シリカの前記ＢＥＴ表面積は、一般に４５０ｍ２／ｇ未満である。表面積の有用な範囲は、約３２から約４００ｍ２／ｇ、約１００から約２５０ｍ２／ｇ、および約１５０から約２２０ｍ２／ｇを含む。
【０１２３】
前記シリカのｐＨは、一般に約５から約７もしくはわずかに７より大きく、または他の実施形態では約５．５から約６．８である。
【０１２４】
１以上の実施形態では、シリカが充填剤として（単独で、または他の充填剤と組み合わせて）使用される場合、シリカと前記エラストマーとの相互作用を高めるため、混合中にカップリング剤および／または遮蔽剤を、前記ゴム組成物に添加してもよい。有用なカップリング剤および遮蔽剤は、米国特許第3,842,111号、第3,873,489号、第3,978,103号、第3,997,581号、第4,002,594号、第5,580,919号、第5,583,245号、第5,663,396号、第5,674,932号、第5,684,171号、第5,684,172号、第5,696,197号、第6,608,145号、第6,667,362号、第6,579,949号、第6,590,017号、第6,525,118号、第6,342,552号、および第6,683,135号に開示されており、これらは本明細書に援用される。
【０１２５】
前記ゴム組成物に使用されるシリカの量は、約１から約１００ｐｈｒ、または他の実施形態では約５から約８０ｐｈｒであってもよい。有用な上側範囲は、シリカによって付与される高粘度によって制限される。シリカがカーボンブラックと一緒に使用される場合、シリカの量は、約１ｐｈｒ程度まで減らすことができ、シリカの量が少なくなるにつれて、使用することができるカップリング剤および遮蔽剤の量も少なくすることができる。一般に、カップリング剤および遮蔽剤の量は、使用されるシリカの重量に基づいて約４％から約２０％に及ぶ。
【０１２６】
硫黄系または過酸化物系の硬化系を含む、多くのゴム硬化剤（加硫剤とも呼ばれる）を使用してもよい。硬化剤は、Kirk-Othmer, ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY, Vol. 20, pgs365-468 (第３版 1982)、特にVulcanization Agents and Auxiliary Materials, pgs. 390-402, およびA.Y. Coran, Vulcanization, ENCYCLOPEDIA OF POLYMER SCIENCE AND ENGINEERING, (第２版 1989)に記載されており、これらは本明細書に援用される。加硫剤は、単独でまたは組み合わせて使用してもよい。
【０１２７】
ゴム配合で一般に用いられる他の成分もまた、前記ゴム組成物に添加してもよい。これらは、促進剤、促進活性剤、油剤、可塑剤、ワックス、スコーチ防止剤、加工助剤、酸化亜鉛、粘着付与樹脂、補強性樹脂、ステアリン酸などの脂肪酸、素練促進剤、ならびに酸化防止剤およびオゾン劣化防止剤などの劣化防止剤が挙げられる。特定の実施形態では、用いられる前記油剤としては、上記のエキステンダー油として従来から使用される油剤が挙げられる。
【０１２８】
前記ゴム組成物の全ての成分は、バンバリーミキサーまたはブラベンダーミキサー、押出機、ニーダー、および二本ロールミルなどの標準的な混合装置で混合することができる。１以上の実施形態では、前記成分は、２以上の段階で混合される。第一段階（しばしばマスターバッチ混合段階と呼ばれる）では、ゴム成分および充填剤を一般に含有する、いわゆるマスターバッチが調製される。早期加硫（スコーチとしても知られる）を防止するため、マスターバッチから加硫剤を除外してもよい。開始温度を約２５℃から約１２５℃、排出温度を約１３５℃から約１８０℃として、前記マスターバッチを混合してもよい。マスターバッチが調製されたら、最終混合段階でそのマスターバッチに前記加硫剤を導入し、混ぜ込んでもよく、通常、これは早期加硫の可能性を低減するために比較的低温で実施される。任意に、前記マスターバッチ混合段階と前記最終混合段階の間で、リミルと呼ばれることもある追加の混合段階を用いることができる。前記ゴム組成物が充填剤としてシリカを含む場合は、１以上のリミル段階が、しばしば用いられる。これらのリミル中に本発明のポリマーを含む各成分を加えることができる。
【０１２９】
シリカ充填タイヤ配合物に特に適用できる混合手順および条件が、米国特許第5,227,425号、第5,719,207号および第5,717,022号ならびに欧州特許第890,606号に記載されており、これらはすべて、本明細書に援用される。一実施形態では、カップリング剤および遮蔽剤が実質的に存在しない状態で前記ポリマーとシリカとを含ませることにより、初期マスターバッチが調製される。
【０１３０】
本発明のポリマーから調製されたゴム組成物は、トレッド、サブトレッド、サイドウォール、ボディプライスキム、ビードフィラーなどのタイヤ部材の形成に特に有用である。１以上の実施形態では、これらのトレッドまたはサイドウォール配合物は、当該配合物中のゴムの合計重量に基づいて、約１０重量％から約１００重量％、他の実施形態では約３５重量％から約９０重量％、また他の実施形態では約５０重量％から８０重量％の本発明のポリマーを含み得る。
【０１３１】
タイヤ製造において前記ゴム組成物が用いられる場合、標準的なゴムの成形方法、成型方法および硬化方法を含む通常のタイヤ製造方法に従って、これらの組成物をタイヤ部材に加工することができる。通常、加硫は、鋳型中で加硫性組成物を加熱することにより達成される。例えば、それを約１４０℃から約１８０℃に加熱してもよい。硬化または架橋したゴム組成物は、加硫物と呼ばれることがあり、一般に、熱硬化性である三次元のポリマーネットワークを含有する。充填剤および加工助剤などの他の成分が、その架橋ネットワークの全体にわたって均一に分散してもよい。空気入りタイヤは、米国特許第5,866,171号、第5,876,527号、第5,931,211号および第5,971,046号で論じられるようにして製造することができ、これらは、本明細書に援用される。
【０１３２】
本発明の実施を実証するため、以下の実施例を準備し、試験した。しかしながら、これらの実施例は、本発明の範囲を限定するものと見なすべきではない。特許請求の範囲は、本発明を規定する役割を果たす。
【実施例】
【０１３３】
例１
重合反応器を、高粘度のポリマーセメントを混合することが可能な機械式撹拌機（シャフトおよびブレード）を備えた１ガロンのステンレス製シリンダーで構成した。その反応器の頂部には、前記重合の継続中にその反応器の内部で発生する１，３−ブタジエン蒸気を運び、凝縮し、そしてリサイクルするための還流冷却器システムを連結した。また、反応器に、冷水により冷却される冷却ジャケットも装着した。重合熱は、一部を前記還流冷却器システムの使用による内部冷却で、また一部を前記冷却ジャケットへの伝熱による外部冷却で散逸させた。
【０１３４】
前記反応器を乾燥窒素流で完全にパージし、次に、その反応器に乾燥１，３−ブタジエンモノマー１００ｇを装填し、その反応器を６５℃に加熱し、次いで、その反応器中に液状１，３−ブタジエンが残留しなくなるまで還流冷却器システムの上部から１，３−ブタジエンの蒸気を放出することによって、乾燥窒素を１，３−ブタジエンの蒸気で置換した。冷却水を前記還流冷却器と前記反応器ジャケットに流し、１３０２ｇの１，３−ブタジエンモノマーを反応器に装填した。前記モノマーをサーモスタットで３２℃に温度調節した後、ヘキサン中の１．０Ｍトリイソブチルアルミニウム（ＴＩＢＡ）６．２ｍＬ、および、ヘキサン中の０．０５４Ｍネオデカン酸ホウ酸ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＯＢ）４．６ｍＬを反応器に装填した。その溶液を５分間撹拌した後、１．０Ｍホウ素トリフルオリド−ヘキサノール錯体（ＢＦ３・ヘキサノール）８．９ｍＬを前記反応器に装填し、重合を開始した。ＢＦ３・ヘキサノールの添加に続いて１分以内に１．７ｍＬ（９．９ｍｍｏｌ）のジ−ｎ−ブチルエーテル（Ｂｕ２Ｏ）を前記反応器に装填した。その開始から５．０分後に、１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈し、５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールにそのバッチを投下することによってその重合を終了した。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。
【０１３５】
前記ポリマーの収量は、１７９．６ｇ（重合率１３．８％）であり、計算すると重合速度は、毎分２．８％の重合率であった。測定すると前記ポリマーのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）は、大ローター付きのMonsantoムーニー粘度計を用いて、１分の起動時間および４分の実行時間で、１００℃で２１．４であった。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定すると、前記ポリマーは、９１，０００の数平均分子量（Ｍｎ）、２２９，０００の重量平均分子量（Ｍｗ）、および２．５の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を有していた。前記ポリマーの赤外分光分析は、９７．４％のシス−１，４結合量、２．１％のトランス−１，４結合量、および０．５％の１，２結合量を示した。前記ポリマーのゲル量は、室温でそのポリマー試料中のトルエン不溶性物質の量を測定することにより求め、このポリマーはゲルを含まないことがわかった。
【０１３６】
例２
ヘキサン中の１．０ＭのＴＩＢＡ７．０ｍＬを使用し、ＢＦ３・ヘキサノールの添加に続いて１分以内に、Ｂｕ２Ｏの代わりに０．６２ｍＬの０．４Ｍピリジンを添加したこと以外、例１と同一の手順を使用した。その開始から８．０分後に、１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈し、５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールにそのバッチを投下することによってその重合を終了した。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。
【０１３７】
前記ポリマーの収量は、１９０．２ｇ（重合率１４．６％）であり、計算すると重合速度は、毎分１．８％の重合率であった。そのポリマーは以下の特性を有していた。ＭＬ１＋４＝２３．７、Ｍｎ＝９５，０００、Ｍｗ＝２０８，０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．２、シス−１，４結合量＝９６．９％、トランス−１，４結合量＝２．６％、および１，２結合量＝０．５％。そのポリマーはゲルを含まないことがわかった。
【０１３８】
例３
ヘキサン中の１．０ＭのＴＩＢＡ５．９ｍＬを使用し、前記モノマーを１２℃にサーモスタットで温度調節し、そしてＢＦ３・ヘキサノールの添加に続いて１分以内に、１．７ｍＬ（９．９ｍｍｏｌ）のＢｕ２Ｏを添加したこと以外、例１と同一の手順を使用した。その重合開始から５．０分後に、温度が１９℃に上昇し、そして１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈することによってその重合を終了した。そのバッチを５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールに投下した。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。
【０１３９】
前記ポリマーの収量は、１３４．０ｇ（重合率１０．３％）であり、計算すると重合速度は、毎分２．１％の重合率であった。そのポリマーは以下の特性を有していた。ＭＬ１＋４＝３６．３、Ｍｎ＝１１３，０００、Ｍｗ＝２６５，０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．３、シス−１，４結合量＝９７．７％、トランス−１，４結合量＝１．８％、および１，２結合量＝０．５％。そのポリマーはゲルを含まないことがわかった。
【０１４０】
例４
ヘキサン中の１．０ＭのＴＩＢＡ７．４ｍＬを使用し、ＢＦ３・ヘキサノールの添加に続いて１分以内に、Ｂｕ２Ｏの代わりに０．６２ｍＬの０．４Ｍピリジンを添加したこと以外、例３と同一の手順を使用した。その重合開始から１０．６分後に、温度が１７℃に上昇し、そして１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈し、そのバッチを５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールに投下することによってその重合を終了した。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。
【０１４１】
前記ポリマーの収量は、１７０．９ｇ（重合率１３．１％）であり、計算すると重合速度は、毎分１．２％の重合率であった。そのポリマーは以下の特性を有していた。ＭＬ１＋４＝３０．３、Ｍｎ＝１０８，０００、Ｍｗ＝２２６，０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１、シス−１，４結合量＝９７．３％、トランス−１，４結合量＝２．２％、および１，２結合量＝０．５％。そのポリマーはゲルを含まないことがわかった。
【０１４２】
例５（比較例）
ヘキサン中の１．０ＭのＴＩＢＡ７．４ｍＬを使用し、ジ−ｎ−ブチルエーテルまたはピリジンなどの調節ルイス塩基をモノマーに添加せずに重合を行ったこと以外、例１と同一の手順を使用した。その重合開始から４．０分後に、温度が３４℃に上昇し、ゲル形成が、前記反応器の壁上および撹拌機のシャフト上に急速に起こった。ゲル形成後に、１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈することによって、前記重合を直ちに終了した。ほとんどのポリマーゲルが前記反応器内に残った一方、５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールにそのバッチを投下することによって前記ポリマーを単離した。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。
【０１４３】
前記反応器内に残ったポリマーゲルのため実際の収量ははるかに高かったが、その単離したポリマーの収量は、２０９．７ｇ（重合率１６．２％）であった。その反応器は、当該反応器を分解して当該反応器壁および撹拌機から前記ポリマーゲルを除去して浄化しなければならなかった。その単離したポリマーは以下の特性を有していた。ＭＬ１＋４＝高過ぎるため測定不能、Ｍｎ＝１７８，０００、Ｍｗ＝５４８，０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝３．１、シス−１，４結合量＝９８．１％、トランス−１，４結合量＝１．４％、および１，２結合量＝０．５％。その単離したポリマーはゲルを含まないとわかったが、かなりの量のポリマーゲルが、上記のように前記反応器の内部に残った。
【０１４４】
これらの結果を例１および２のものと比較すると、ジ−ｎ−ブチルエーテルまたはピリジンなどの調節ルイス塩基の存在しない状態では、有用な重合が、高温で達成することができないことを示している。
【０１４５】
例６（比較例）
ヘキサン中の１．０ＭのＴＩＢＡ６．２ｍＬを使用し、ＢＦ３・ヘキサノールの添加に続いて１分以内に、ヘキサン中の０．４ＭのＢｕ２Ｏ２４．７ｍＬを添加し、そしてその重合をより大きな重合率まで続けたこと以外、例１とほぼ同一の手順を使用した。その重合開始から６．５分後に、ゲル形成が、前記反応器の壁上および撹拌機のシャフト上に起こった一方、前記重合混合物の泡が前記冷却器に向かってクリープした。起泡後に、１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈することによって、前記重合を終了した。ポリマーゲルが前記反応器内に残った一方、５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールにそのバッチを投下することによって前記ポリマーを単離した。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。
【０１４６】
前記反応器内に残ったポリマーゲルのため実際の収量は高かったが、その単離したポリマーの収量は、１９２．９ｇ（重合率１４．８％）であった。その反応器は、当該反応器を分解して当該反応器壁および撹拌機から前記ポリマーゲルを除去して浄化しなければならなかった。その単離したポリマーは、以下の特性を有していた。ＭＬ１＋４＝１６．８、Ｍｎ＝８４，０００、Ｍｗ＝１８３，０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．２、シス−１，４結合量＝９７．２％、トランス−１，４結合量＝２．２％、および１，２結合量＝０．６％。その単離したポリマーはゲルを含まないとわかったが、かなりの量のポリマーゲルが、上記のように前記反応器の内部に残った。
【０１４７】
これらの結果を例１のものと比較すると、重合される前記モノマーに、ジ−ｎ−ブチルエーテルなどの調節ルイス塩基が添加される場合でも、有用な重合を達成するために比較的低い重合率を維持することが、重要であることを示している。
【０１４８】
例７（比較例）
ヘキサン中の１．０ＭのＴＩＢＡ６．２ｍＬを使用し、ＢＦ３・ヘキサノールの添加に続いて１分以内に、Ｂｕ２Ｏの代わりに０．６２ｍＬの０．４Ｍピリジンを添加したこと以外、例６と同一の手順を使用した。その重合開始から９．０分後に、ゲル形成が、前記反応器の壁上および撹拌機のシャフト上に起こった一方、前記重合混合物の泡が前記冷却器に向かってクリープした。起泡後に、１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈することによって、前記重合を終了した。ポリマーゲルが前記反応器内に残った一方、５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールにそのバッチを投下することによって前記ポリマーを単離した。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。
【０１４９】
前記反応器内に残ったポリマーゲルのため実際の収量ははるかに高かったが、その単離したポリマーの収量は、２８１．６ｇ（重合率２１．６％）であった。その反応器は、当該反応器を分解して当該反応器壁および撹拌機から前記ポリマーゲルを除去して浄化しなければならなかった。その単離したポリマーは、以下の特性を有していた。ＭＬ１＋４＝２．０、Ｍｎ＝５２，０００、Ｍｗ＝１０７，０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１、シス−１，４結合量＝９６．７％、トランス−１，４結合量＝２．７％、および１，２結合量＝０．６％。その単離したポリマーはゲルを含まないとわかったが、かなりの量のポリマーゲルが、上記のように前記反応器の内部に残った。
【０１５０】
これらの結果を例２のものと比較すると、重合される前記モノマーに、ピリジンなどの調節ルイス塩基が添加される場合でも、有用な重合を達成するために比較的低い重合率を維持することが、重要であることを示している。
【０１５１】
例８（比較例）
ヘキサン中の１．０ＭのＴＩＢＡ６．２ｍＬを使用し、ＢＦ３・ヘキサノールの代わりに１．０Ｍの三フッ化ホウ素ジブチルエーテラート（ＢＦ３・Ｂｕ２Ｏ）８．９ｍＬを使用したこと以外、例５と同一の手順を使用した。その重合開始から２８．０分後に、１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈し、そのバッチを５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールに投下することによって、前記重合を終了した。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。前記反応器の壁上および撹拌機のシャフト上に、少量のゲル形成があった。
【０１５２】
その単離したポリマーの収量は、１７．５ｇ（重合率１．３％）であり、計算すると重合速度は、毎分０．０５％の重合率であった。その単離したポリマーは以下の特性を有していた。ＭＬ１＋４＝試料不足のため測定不能、Ｍｎ＝３５，０００、Ｍｗ＝１２９，０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝３．７、シス−１，４結合量＝９５．９％、トランス−１，４結合量＝３．３％、および１，２結合量＝０．８％。その単離したポリマーは０．９％だけゲルを含むことがわかったが、追加のゲルが、上記のように前記反応器の内部に残った。
【０１５３】
これらの結果を例１のものと比較すると、重合系にＢＦ３・Ｂｕ２Ｏ錯体の使用を介してＢｕ２Ｏを添加すると、重合を阻害することを示している。したがって、例１に示したように、重合系へのＢｕ２Ｏなどの調節ルイス塩基の直接個々の添加が、高温での有用な重合を達成するために重要である。
【０１５４】
例９（比較例）
ＴＩＢＡの代わりにヘキサン中の１．０Ｍトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）６．２ｍＬを使用したこと以外、例８と同一の手順を使用した。その重合開始から１４．０分後に、１３６０ｇのヘキサンに溶解させた６．０ｍＬのイソプロパノールで前記重合混合物を希釈し、そのバッチを５ｇの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含む３ガロンのイソプロパノールに投下することによって、前記重合を終了した。そのバルク重合の間、前記反応器の壁上および撹拌機のシャフト上に、ゲル形成が起こった。その反応器は、当該反応器を分解して当該反応器壁および撹拌機から前記ポリマーゲルを除去して浄化しなければならなかった。その凝固したポリマーをドラム乾燥した。
【０１５５】
その単離したポリマーの収量は、２０９．９ｇ（重合率１６．１％）であり、計算すると重合速度は、毎分１．２％の重合率であった。その単離したポリマーは以下の特性を有していた。ＭＬ１＋４＝４８．２、Ｍｎ＝９２，０００、Ｍｗ＝２９０，０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝３．２、シス−１，４結合量＝９７．６％、トランス−１，４結合量＝１．５％、および１，２結合量＝０．９％。その単離したポリマーはゲルを含まないことがわかったが、かなりの量のゲルが、上記のように前記反応器の内部に残った。
【０１５６】
これらの結果を例８のものと比較すると、ＴＩＢＡの代わりにＴＥＡを使用すると、ＢＦ３・Ｂｕ２Ｏを用いたときにバルク重合が進行することができることを示している。しかしながら、これらの結果を例１のものと比較すると、例９の重合がゲル形成をもたらしたため、ＢＦ３・Ｂｕ２Ｏ錯体を介したＢｕ２Ｏの添加が、Ｂｕ２Ｏが直接個々にモノマーに添加された場合と同じ利益をもたらさないことを示している。
【０１５７】
当業者には、本発明の範囲と趣旨から逸脱しない様々な修正および変更が明らかである。本発明は、本明細書に示された説明的な実施形態に正規に限定されるものではない。