JP5219595B2 - 共役ジエンポリマーの形成方法およびポリジエンの形成方法 - Google Patents

Description

本発明の一以上の実施態様は、ニッケル系触媒組成物及びニッケル触媒によるポリジエンの製造方法を対象にしている。

含ニッケル化合物、有機アルミニウム化合物、及び含フッ素化合物を含むニッケル系の触媒系は、１，３−ブタジエンを重合してシス−１，４−ポリブタジエンを生成させるために使用できる。含フッ素化合物には、ボロントリフルオロライド、並びにボロントリフルオロライドと１級アルコール、フェノール類、水、鉱酸類、ケトン類、エステル類、エーテル類、及びニトリル類との錯体が含まれる。先行技術において、Ｃ_２及びＣ_８−Ｃ_１２アルキル基を含むアルキルアルミニウム化合物の混合物を用いてミクロゲルの少ないハイシス−１，４−ポリブタジエンを製造できることが示唆されている。また、コールドフローが少ないポリマー類は、少量のモノマーの存在下、触媒系を添加することによって得られることも示唆されている。

低分子量のシス−１，４−ポリブタジエンの製造が望まれているため、ニッケル系触媒を用いて製造した生成ポリマーの分子量を制御する取り組みが為されてきた。例えば、１−ブテン、イソブチレン、シス及びトランス−２−ブテン、並びにアレン等の非共役ジオレフィン類又はオレフィン類の存在下で、重合を実行することができる。他の例においては、ハロゲン化フェノール類又はパラスチレン化ジフェニルアミンの存在下で重合を行なうことによって、分子量の低下を実現している。

また、ニッケルで合成したポリブタジエン類の分子量分布は、ハロゲン化アルデヒド類及び／又はキノン化合物の存在下で重合を行なうことによって制御されてきた。他の例において、分子量分布はカルボン酸の存在下で重合を行なうことによって制御されてきた。

更に、ニッケルで合成されたシス−１，４−ポリブタジエンの分枝の程度は、ジアルキル亜鉛化合物の存在下で重合を行なうことによって制御してきた。

ニッケル系の触媒系を用いて製造されたシス−１，４−ポリブタジエンの製造において、いくつかの前進がなされ、事実、これらニッケル系の系は多くの商業的用途において有利に使用されるものの、依然として改善の必要がある。例えば、ゲル化を制御すること、分枝を制御すること、分子量を制御すること、並びに収率及び反応時間を改善することに対する要望がある。

本発明の一以上の実施態様は、共役ジエンポリマーの形成方法を提供し、該方法は、（ａ）含ニッケル化合物、（ｂ）アルキル化剤、（ｃ）含フッ素化合物、（ｄ）カルボン酸、及び（ｅ）アルコールを混合することによって生成させた触媒組成物が触媒的に有効量存在する下で、共役ジエンモノマーを重合する工程を含む。

他の実施態様は、（ａ）含ニッケル化合物、（ｂ）アルキル化剤、（ｃ）含フッ素化合物、（ｄ）カルボン酸、及び（ｅ）アルコールを含む成分の組み合わせ又は反応生成物である触媒組成物を提供する。

本発明の一以上の実施態様の触媒組成物としては、（ａ）含ニッケル化合物、（ｂ）アルキル化剤、（ｃ）含フッ素化合物、（ｄ）カルボン酸、及び（ｅ）アルコールを含む成分の組み合わせ又は反応生成物が挙げられる。特定の実施態様において、これら触媒組成物は、ルイス酸又はルイス塩基等の他の成分を含まないか、又は実質的に含まない。

種々の含ニッケル組成物又はこれらの混合物が使用できる。一以上の実施態様において、これら含ニッケル化合物は、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、又は脂環式炭化水素等の炭化水素溶媒に可溶である。他の実施態様においては、重合媒体中で懸濁して触媒的に活性な化学種を形成できる炭化水素に不溶の含ニッケル化合物もまた有用である。

含ニッケル化合物中のニッケル原子は、特に限定されないが、０、＋２、＋３、＋４のいずれかの酸化状態を含む、種々の酸化状態を採りうる。含ニッケル化合物としては、特に限定されないが、ニッケルカルボン酸塩、ニッケルカルボン酸ホウ酸塩、ニッケル有機リン酸塩、ニッケル有機ホスホン酸塩、ニッケル有機ホスフィン酸塩、ニッケルカルバミン酸塩、ニッケルジチオカルバミン酸塩、ニッケルキサントゲン酸塩、ニッケルβ−ジケトネート、ニッケルアルコキシド又はアリールオキシド、ニッケルハロゲン化物、ニッケル偽ハロゲン化物、ニッケルオキシハロゲン化物、及び有機ニッケル化合物が挙げられる。

ニッケルカルボン酸塩としては、ニッケル蟻酸塩、ニッケル酢酸塩、ニッケルアクリル酸塩、ニッケルメタクリル酸塩、ニッケル吉草酸塩、ニッケルグルコン酸塩、ニッケルクエン酸塩、ニッケルフマル酸塩、ニッケル乳酸塩、ニッケルマレイン酸塩、ニッケルシュウ酸塩、ニッケル２−エチルヘキサン酸塩、ニッケルネオデカノエート、ニッケルナフテン酸塩、ニッケルステアリン酸塩、ニッケルオレイン酸塩、ニッケル安息香酸塩、及びニッケルピコリン酸塩を挙げることができる。

ニッケルカルボン酸ホウ酸塩としては、式（ＲＣＯＯＮｉＯ）_３Ｂ又は（ＲＣＯＯＮｉＯ）_２Ｂ（ＯＲ）［式中、各Ｒは、水素原子又は一価の有機基であり、それぞれ同一でも異なってもよい］で定義される化合物が挙げられる。一実施態様において、特に限定されないが、各Ｒは、アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、置換シクロアルケニル基、アリール基、置換アリール基、アラルキル基、アルカリル基、アリル基、及びアルキニル基等のヒドロカルビル基であってよく、各基は１個又は当該基を形成するのに適切な最少の炭素原子数〜約２０個までの炭素原子を含むのが好ましい。これらのヒドロカルビル基は、特に限定されないが、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、硫黄原子、及びリン原子等のヘテロ原子を含んでもよい。ニッケルカルボン酸ホウ酸塩としては、米国特許第４，５２２，９８８号中に開示されているものが挙げられ、これを引用してここに援用する。ニッケルカルボン酸ホウ酸塩の具体例としては、ニッケル（ＩＩ）ネオデカノエートボレート、ニッケル（ＩＩ）ヘキサノエートボレート、ニッケル（ＩＩ）ナフテネートボレート、ニッケル（ＩＩ）ステアレートボレート、ニッケル（ＩＩ）オクトエートボレート、ニッケル（ＩＩ）２−エチルヘキサノエートボレート、及びこれらの混合物が挙げられる。

ニッケル有機リン酸塩としては、ニッケルジブチルフォスフェート、ニッケルジペンチルフォスフェート、ニッケルジヘキシルフォスフェート、ニッケルジヘプチルフォスフェート、ニッケルジオクチルフォスフェート、ニッケルビス（１−メチルヘプチル）フォスフェート、ニッケルビス（２−エチルヘキシル）フォスフェート、ニッケルジデシルフォスフェート、ニッケルジドデシルフォスフェート、ニッケルジオクタデシルフォスフェート、ニッケルジオレイルフォスフェート、ニッケルジフェニルフォスフェート、ニッケルビス（ｐ−ノニルフェニル）フォスフェート、ニッケルブチル（２−エチルヘキシル）フォスフェート、ニッケル（１−メチルヘプチル）（２−エチルヘキシル）フォスフェート、及びニッケル（２−エチルヘキシル）（ｐ−ノニルフェニル）フォスフェートを挙げることができる。

ニッケル有機ホスホン酸塩としては、ニッケルブチルフォスフォネート、ニッケルペンチルフォスフォネート、ニッケルヘキシルフォスフォネート、ニッケルヘプチルフォスフォネート、ニッケルオクチルフォスフォネート、ニッケル（１−メチルヘプチル）フォスフォネート、ニッケル（２−エチルヘキシル）フォスフォネート、ニッケルデシルフォスフォネート、ニッケルドデシルフォスフォネート、ニッケルオクタデシルフォスフォネート、ニッケルオレイルフォスフォネート、ニッケルフェニルフォスフォネート、ニッケル（ｐ−ノニルフェニル）フォスフォネート、ニッケルブチルブチルフォスフォネート、ニッケルペンチルペンチルフォスフォネート、ニッケルヘキシルヘキシルフォスフォネート、ニッケルヘプチルヘプチルフォスフォネート、ニッケルオクチルオクチルフォスフォネート、ニッケル（１−メチルヘプチル）（１−メチルヘプチル）フォスフォネート、ニッケル（２−エチルヘキシル）（２−エチルヘキシル）フォスフォネート、ニッケルデシルデシルフォスフォネート、ニッケルドデシルドデシルフォスフォネート、ニッケルオクタデシルオクタデシルフォスフォネート、ニッケルオレイルオレイルフォスフォネート、ニッケルフェニルフェニルフォスフォネート、ニッケル（ｐ−ノニルフェニル）（ｐ−ノニルフェニル）フォスフォネート、ニッケルブチル（２−エチルヘキシル）フォスフォネート、ニッケル（２−エチルヘキシル）ブチルフォスフォネート、ニッケル（１−メチルヘプチル）（２−エチルヘキシル）フォスフォネート、ニッケル（２−エチルヘキシル）（１−メチルヘプチル）フォスフォネート、ニッケル（２−エチルヘキシル）（ｐ−ノニルフェニル）フォスフォネート、及びニッケル（ｐ−ノニルフェニル）（２−エチルヘキシル）フォスフォネートを挙げることができる。

ニッケル有機ホスフィン酸塩としては、ニッケルブチルフォスフィネート、ニッケルペンチルフォスフィネート、ニッケルヘキシルフォスフィネート、ニッケルヘプチルフォスフィネート、ニッケルオクチルフォスフィネート、ニッケル（１−メチルヘプチル）フォスフィネート、ニッケル（２−エチルヘキシル）フォスフィネート、ニッケルデシルフォスフィネート、ニッケルドデシルフォスフィネート、ニッケルオクタデシルフォスフィネート、ニッケルオレイルフォスフィネート、ニッケルフェニルフォスフィネート、ニッケル（ｐ−ノニルフェニル）フォスフィネート、ニッケルジブチルフォスフィネート、ニッケルジペンチルフォスフィネート、ニッケルジヘキシルフォスフィネート、ニッケルジヘプチルフォスフィネート、ニッケルジオクチルフォスフィネート、ニッケルビス（１−メチルヘプチル）フォスフィネート、ニッケルビス（２−エチルヘキシル）フォスフィネート、ニッケルジデシルフォスフィネート、ニッケルジドデシルフォスフィネート、ニッケルジオクタデシルフォスフィネート、ニッケルジオレイルフォスフィネート、ニッケルジフェニルフォスフィネート、ニッケルビス（ｐ−ノニルフェニル）フォスフィネート、ニッケルブチル（２−エチルヘキシル）フォスフィネート、ニッケル（１−メチルヘプチル）（２−エチルヘキシル）フォスフィネート、及びニッケル（２−エチルヘキシル）（ｐ−ノニルフェニル）フォスフィネートを挙げることができる。

ニッケルカルバミン酸塩としては、ニッケルジメチルカルバメート、ニッケルジエチルカルバメート、ニッケルジイソプロピルカルバメート、ニッケルジブチルカルバメート、及びニッケルジベンジルカルバメートを挙げることができる。

ニッケルジチオカルバミン酸塩としては、ニッケルジメチルジチオカルバメート、ニッケルジエチルジチオカルバメート、ニッケルジイソプロピルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、及びニッケルジベンジルジチオカルバメートを挙げることができる。

ニッケルキサントゲン酸塩としては、ニッケルメチルキサントゲン酸塩、ニッケルエチルキサントゲン酸塩、ニッケルイソプロピルキサントゲン酸塩、ニッケルブチルキサントゲン酸塩、及びニッケルベンジルキサントゲン酸塩を挙げることができる。

ニッケルβ−ジケトネートとしては、ニッケルアセチルアセトネート、ニッケルトリフルオロアセチルアセトネート、ニッケルヘキサフルオロアセチルアセトネート、ニッケルベンゾイルアセトネート、及びニッケル２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオネートを挙げることができる。

ニッケルアルコキシド又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−エチルへキソキシド、ニッケルフェノキシド、ニッケルノニルフェノキシド、及びニッケルナフトキシドを挙げることができる。

ニッケルハロゲン化物としては、フッ化ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケル、及びヨウ化ニッケルを挙げることができる。ニッケル偽ハロゲン化物としては、シアン化ニッケル、ニッケルシアン酸塩、ニッケルチオシアン酸塩、ニッケルアジド、及びニッケルフェロシアニドが挙げられる。ニッケルオキシハライドとしては、ニッケルオキシフルオライド、ニッケルオキシクロライド、及びニッケルオキシブロマイドが挙げられる。ニッケルハロゲン化物、ニッケルオキシハライド又は他の含ニッケル化合物が不安定なフッ素原子又は塩素原子を含む場合、該含ニッケル化合物は、含フッ素化合物又は含塩素化合物としても作用し得る。アルコール等のルイス塩基を、かかるクラスの化合物の溶解助剤として使用できる。

有機ニッケル化合物という用語は、少なくとも一つのニッケル−炭素結合を含む如何なるニッケル化合物をも指し得る。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、及びビス（クロチル）ニッケルが挙げられる。

種々のアルキル化剤又はこれらの混合物を使用できる。アルキル化剤は、ヒドロカルビル化剤とも呼ばれ、該アルキル化剤としては、ヒドロカルビル基を別の金属に転移できる有機金属化合物が挙げられる。一般的に、これらの剤としては、１族、２族及び３族（ＩＡ属、ＩＩＡ属及びＩＩＩＡ属金属）等の陽イオン性金属の有機金属化合物が挙げられる。一以上の実施態様において、アルキル化剤としては、有機アルミニウム化合物及び有機マグネシウム化合物が挙げられる。アルキル化剤が不安定なフッ素原子を含む場合、該アルキル化剤は、含フッ素化合物としても作用し得る。特定の実施態様において、前記アルキル化剤としては、塩素原子又は臭素原子を含まないアルキル化剤が挙げられる。

“有機アルミニウム化合物”という用語は、少なくとも一つのアルミニウム−炭素結合を含む如何なるアルミニウム化合物をも指しうる。一以上の実施態様において、有機アルミニウム化合物は炭化水素溶媒に溶解しうる。

一以上の実施態様において、有機アルミニウム化合物としては、式ＡｌＲｎＸ_３−ｎ［式中、各Ｒは、炭素原子を介してアルミニウム原子に結合する一価の有機基であり、同一でも異なってもよく、各Ｘは、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、又はアリールオキシド基であって、同一でも異なってもよく、ｎは１から３の整数である］で示される化合物が挙げられる。一以上の実施態様において、各Ｒは、特に限定されないが、アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、置換シクロアルケニル基、アリール基、置換アリール基、アラルキル基、アルカリル基、アリル基、及びアルキニル基等のヒドロカルビル基でもよく、各基は１個又は当該基を形成するのに適切な最少の炭素原子数〜約２０個までの炭素原子を含みうる。これらのヒドロカルビル基は、特に限定されないが、窒素原子、酸素原子、ホウ素原子、ケイ素原子、硫黄原子、及びリン原子等のヘテロ原子を含んでもよい。

有機アルミニウム化合物としては、特に限定されないが、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ハイドライド、ヒドロカルビルアルミニウムジハイドライド、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、及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。

トリヒドロカルビルアルミニウム化合物としては、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、及びエチルジベンジルアルミニウムが挙げられる。

ジヒドロカルビルアルミニウムクロライド化合物としては、ジエチルアルミニウムクロライド、ジ−ｎ−プロピルアルミニウムクロライド、ジイソプロピルアルミニウムクロライド、ジ−ｎ−ブチルアルミニウムクロライド、ジイソブチルアルミニウムクロライド、ジ−ｎ−オクチルアルミニウムクロライド、ジフェニルアルミニウムクロライド、ジ−ｐ−トリルアルミニウムクロライド、ジベンジルアルミニウムクロライド、フェニルエチルアルミニウムクロライド、フェニル−ｎ−プロピルアルミニウムクロライド、フェニルイソプロピルアルミニウムクロライド、フェニル−ｎ−ブチルアルミニウムクロライド、フェニルイソブチルアルミニウムクロライド、フェニル−ｎ−オクチルアルミニウムクロライド、ｐ−トリルエチルアルミニウムクロライド、ｐ−トリル−ｎ−プロピルアルミニウムクロライド、ｐ−トリルイソプロピルアルミニウムクロライド、ｐ−トリル−ｎ−ブチルアルミニウムクロライド、ｐ−トリルイソブチルアルミニウムクロライド、ｐ−トリル−ｎ−オクチルアルミニウムクロライド、ベンジルエチルアルミニウムクロライド、ベンジル−ｎ−プロピルアルミニウムクロライド、ベンジルイソプロピルアルミニウムクロライド、ベンジル−ｎ−ブチルアルミニウムクロライド、ベンジルイソブチルアルミニウムクロライド、及びベンジル−ｎ−オクチルアルミニウムクロライドが挙げられる。

ヒドロカルビルアルミニウムジクロライドとしては、エチルアルミニウムジクロライド、ｎ−プロピルアルミニウムジクロライド、イソプロピルアルミニウムジクロライド、ｎ−ブチルアルミニウムジクロライド、イソブチルアルミニウムジクロライド、及びｎ−オクチルアルミニウムジクロライドが挙げられる。

他の有機アルミニウム化合物としては、ジメチルアルミウニウムヘキサノエート、ジエチルアルミニウムオクトエート、ジイソブチルアルミニウム２−エチルヘキサノエート、ジメチルアルミニウムネオデカノエート、ジエチルアルミニウムステアレート、ジイソブチルアルミニウムオレエート、メチルアルミニウムビス（ヘキサノエート）、エチルアルミニウムビス（オクトエート）、イソブチルアルミニウムビス（２−エチルヘキサノエート）、メチルアルミニウムビス（ネオデカノエート）、エチルアルミニウムビス（ステアレート）、イソブチルアルミニウムビス（オレエート）、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、イソブチルアルミニウムジフェノキシドなど、及びこれらの混合物が挙げられる。

他クラスの有機アルミニウム化合物としては、アルミノキサン類が挙げられる。アルミノキサン類としては、一般式：

で示すことができるオリゴマー状の鎖状アルミノキサン類、及び一般式：

［式中、ｘは１から約１００の整数で、他実施態様においては約１０から約５０でもよく；ｙは２から約１００の整数で、他実施態様においては約３から約２０でもよく；各Ｒ^１は、炭素原子を介してアルミニウム原子に結合する一価の有機基であって、同一でも異なってもよい］で示すことができるオリゴマー状の環式アルミノキサン類が挙げられる。一以上の実施態様において、各Ｒ^１は、特に限定されないが、アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、置換シクロアルケニル基、アリール基、置換アリール基、アラルキル基、アルカリル基、アリル基、及びアルキニル基等のヒドロカルビル基であって、各基は１個又は当該基を形成するのに適切な最少の炭素原子数〜約２０個までの炭素原子を含みうる。これらヒドロカルビル基は、特に限定されないが、窒素原子、酸素原子、ホウ素原子、ケイ素原子、硫黄原子、及びリン原子等のヘテロ原子を含んでもよい。本願で使用するアルミノキサンの分子数は、オリゴマー状の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とに注意すべきである。かかる慣行は、アルミノキサンを利用する触媒の技術分野において一般に用いられている。

アルミノキサン類は、トリヒドロカルビルアルミニウム化合物に水を反応させることによって調製できる。かかる反応は（１）トリヒドロカルビルアルミニウム化合物を有機溶媒中で溶解しそれから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、例えば金属塩中に含まれる結晶水、又は無機化合物もしくは有機化合物に吸着されている水と反応させる方法、（３）トリヒドロカルビルアルミニウム化合物を、重合するモノマー又はモノマー溶液の存在下で水と反応させる方法、等の既知の反応に従って行なうことができる。

アルミノキサン化合物としては、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、２，６−ジメチルフェニルアルミノキサンなど、及びこれらの混合物が挙げられる。イソブチルアルミノキサンは、入手可能性、並びに脂肪族炭化水素溶媒及び脂環式炭化水素溶媒中での溶解性のため特に有用である。変性メチルアルミノキサンは、当業者に既知の方法を用いて、メチルアルミノキサンのメチル基の約２０−８０％を、Ｃ_２からＣ_１２のヒドロカルビル基、好ましくはイソブチル基で置換することによって生成させることができる。

アルミノキサン類は、それのみで又はその他の有機アルミニウム化合物と組み合わせて使用できる。一実施態様においては、メチルアルミノキサン及びジイソブチルアルミニウムハイドライドを組み合わせて使用する。

有機マグネシウム化合物という用語は、少なくとも一つのマグネシウム−炭素結合を含む如何なるマグネシウム化合物も指しうる。有機マグネシウム化合物は炭化水素溶媒中で溶解し得る。利用可能な一つのクラスの有機マグネシウム化合物は、式ＭｇＲ^２ _２［式中、各Ｒ^２は、一価の有機基で、同一でも異なってもよく、ただし、該基は炭素原子を介してマグネシウム原子に結合している］で表わされる。一以上の実施態様において、各Ｒ^２は、特に限定されないが、アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、置換シクロアルケニル基、アリール基、アリル基、置換アリール基。アラルキル基、アルカリル基、及びアルキニル基等のヒドロカルビル基であり、各基は１個の炭素原子又は当該基を形成するのに適切な最少の炭素原子数〜約２０個までの炭素原子を含みうる。これらのヒドロカルビル基は、特に限定されないが、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、硫黄原子、及びリン原子等のヘテロ原子を含んでもよい。

利用可能な好適なジヒドロカルビルマグネシウム化合物の例としては、ジエチルマグネシウム、ジ−ｎ−プロピルマグネシウム、ジシ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、ジベンジルマグネシウム、及びこれらの混合物が挙げられる。ジブチルマグネシウムは、そのまま利用してもよいし、脂肪族及び脂環式炭化水素溶媒中に溶解してもよい。

式Ｒ３ＭｇＸで表わしうる有機マグネシウム化合物としては、特に限定されないが、ヒドロカルビルマグネシウム水素化物、ヒドロカルビルマグネシウムハロゲン化物、ヒドロカルビルマグネシウムカルボン酸塩、ヒドロカルビルマグネシウムアルコキシド、ヒドロカルビルマグネシウムアリールオキシド、及びこれらの混合物が挙げられる。

含フッ素化合物としては、一つ以上の不安定なフッ素原子を含む、種々の化合物又はこれらの混合物が挙げられる。一以上の実施態様において、含フッ素化合物は炭化水素溶媒中で溶解し得る。他の実施態様においては、重合媒体中に懸濁して触媒的に活性な化学種を形成できる炭化水素に不溶の含フッ素化合物が有用かもしれない。

含フッ素化合物のタイプとしては、特に限定されないが、元素状態のフッ素、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、及びこれらの混合物が挙げられる。一以上の実施態様においては、含フッ素化合物と、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、又はこれらの混合物等のルイス塩基との錯体を使用できる。これらの錯体の具体例としては、３フッ化ホウ素及びフッ化水素とルイス塩基との錯体が挙げられる。

フッ化ハロゲンとしては、１フッ化ヨウ素、３フッ化ヨウ素、及び５フッ化ヨウ素が挙げられる。

有機フッ化物としては、ｔ−ブチルフルオライド、アリルフルオライド、ベンジルフルオライド、フルオロ−ジ−フェニルメタン、トリフェニルメチルフルオライド、ベンジリデンフルオライド、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、ベンゾイルフルオライド、プロピオニルフルオライド、及びメチルフルオロフォルメートが挙げられる。

無機フッ化物としては、３フッ化リン、５フッ化リン、オキシフッ化リン、３フッ化ホウ素、４フッ化ケイ素、３フッ化ヒ素、４フッ化セレン、及び４フッ化テルルが挙げられる。

金属フッ化物としては、４フッ化スズ、３フッ化アルミニウム、３フッ化アンチモン、５フッ化アンチモン、３フッ化ガリウム、３フッ化ヨウ素、４フッ化チタン、及び２フッ化亜鉛が挙げられる。

有機金属フッ化物としては、ジメチルアルミニウムフルオライド、ジエチルアルミニウムフルオライド、メチルアルミニウムジフルオライド、エチルアルミニウムジフルオライド、メチルアルミニウムセスキフルオライド、エチルアルミニウムセスキフルオライド、イソブチルアルミニウムセスキフルオライド、メチルマグネシウムフルオライド、エチルマグネシウムフルオライド、ブチルマグネシウムフルオライド、フェニルマグネシウムフルオライド、ベンジルマグネシウムフルオライド、トリメチルスズフルオライド、トリエチルスズフルオライド、ジ−ｔ−ブチルスズジフルオライド、ジブチルスズジフルオライド、及びトリブチルスズフルオライドが挙げられる。

種々のカルボン酸及びこれらの混合物を使用できる。１級カルボン酸及び２級カルボン酸としては、α−炭素（すなわち、酸性基を含む炭素に隣接した炭素）が１級又は２級であることを特徴とするカルボン酸が挙げられる。

カルボン酸としては脂肪族カルボン酸が挙げられ、これらとしては直鎖又は分枝のカルボン酸が挙げられる。他の実施態様において、カルボン酸としては環式カルボン酸が、他の実施態様においては芳香族カルボン酸が、他の実施態様においては多環酸が挙げられる。これらの又はその他の実施態様において、カルボン酸は飽和であってもよく、他の実施態様において、カルボン酸は不飽和であってもよい。特定の実施態様において、有用なカルボン酸としては、重合を行なう反応媒体中において可溶であるか、又は少なくとも部分的に可溶であるカルボン酸が挙げられる。

一以上の実施態様において、有用なカルボン酸は一般式Ｒ−ＣＯＯＨ［式中、Ｒは一価の有機基であり、ＣＯＯＨはカルボキシル基である］で定義されうる。一価の有機基としては、特に限定されないが、アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、置換シクロアルケニル基、アリール基、アリル基、置換アリール基、アラルキル基、アルカリル基、及びアルキニル基等のヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基が挙げられる。置換基としては、かかる基の水素原子が一価の有機基によって置換されているものが挙げられる。これらヒドロカルビル基は、特に限定されないが、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、スズ原子、硫黄原子、ホウ素原子及びリン原子等のヘテロ原子を含んでもよい。特定の実施態様において、ヒドロカルビル基は、塩素原子又は臭素原子等のハロゲン原子を含まない。特定の実施態様において、一価の有機基は、該基に結合している一つ以上のカルボキシル基を含んでもよい。結果として、カルボン酸は二個以上のカルボキシル基を含んでもよい。他の実施態様において、カルボキシル基はヘテロ原子を含まない。

一以上の実施態様において、有用なカルボン酸は、１から約３０個の炭素原子、他の実施態様においては約２から約２６個の炭素原子、他の実施態様においては約４から約１８個の炭素原子、また他の実施態様においては約６から約１２個の炭素原子を含む。

典型的な脂肪族カルボン酸としては、ギ酸、エタン酸、プロパン酸、イソプロパン酸、ブタン酸、t−ブタン酸、イソブタン酸、ｎ−ペンタン酸、ｎ−ヘキサン酸、２−エチルヘキサン酸、ｎ−ヘプタン酸、オクタン酸、デカン酸、ヘキサデカン酸、及びこれらの混合物が挙げられる。

飽和脂肪酸とも呼ばれる他の典型的なカルボン酸としては、酪酸、ラウリル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びこれらの混合物が挙げられる。

不飽和脂肪酸とも呼ばれる典型的な不飽和カルボン酸としては、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、及びこれらの混合物が挙げられる。

典型的な芳香族酸としては、安息香酸、サリチル酸、及びこれらの混合物が挙げられる。

典型的な環状酸としては、アビエチン酸、チョールムーグラ酸、アルビエチン酸及びピマル酸等のロジン酸類、並びにこれらの混合物が挙げられる。

種々のアルコール類及びこれらの混合物が使用できる。一以上の実施態様において、アルコール類としては、一価のアルコール類（すなわち、一個の水酸基を含むもの）が挙げられ、他の実施態様においては、グリコール又はジオールとも呼ばれる二価アルコール、グリセロールとも呼ばれる三価アルコール、並びに多価アルコール等の多水酸基アルコール類（すなわち、二個以上の水酸基を含むアルコール）が挙げられる。一以上の実施態様において、前記アルコール類としては、１級及び／又は２級アルコールが挙げられる。１級及び２級アルコールとしては、α−炭素（すなわち、水酸基を含む炭素に隣接した炭素）が１級又は２級であることを特徴とするアルコールが挙げられる。

アルコールとしては、直鎖又は分枝アルコールを含む脂肪族アルコールが挙げられる。他の実施態様において、アルコールとしては環式アルコールが、他の実施態様においては芳香族アルコールが、他の実施態様においては複素環式アルコールが、また他の実施態様においては多環式アルコールが挙げられる。

これらの又はその他の実施態様においては、アルコールは飽和でもよく、また他の実施態様においては不飽和でもよい。特定の実施態様において有用なアルコールとしては、重合を行なう反応媒体中で可溶であるか、又は部分的に可溶であるアルコールが挙げられる。

一以上の実施態様において、有用なアルコールは一般式Ｒ−ＯＨ［式中、Ｒは一価の有機基であり、−ＯＨは水酸基である］で定義されうる。一価の有機基としては、特に限定されないが、アルキル基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、置換シクロアルケニル基、アリール基、アリル基、置換アリール基、アラルキル基、アルカリル基、及びアルキニル基等のヒドロカルビル基又は置換ヒドロカルビル基が挙げられる。置換された基としては、前記基の水素原子が一価の有機基によって置換されている基が挙げられる。これらのヒドロカルビル基は、特に限定されないが、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、スズ原子、硫黄原子、ホウ素原子、及びリン原子等のヘテロ原子を含みうる。特定の実施態様において、前記ヒドロカルビル基は塩素又は臭素原子等のハロゲン原子を含まなくてもよい。特定の実施態様において、前記一価の有機基は、該基に結合する一つ以上の水酸基を含んでもよい。結果として、前記アルコールは、二個以上の水酸基を含みうる。他の実施態様においては、前記ヒドロカルビル基はヘテロ原子を含まない。

一以上の実施態様において、有用なアルコールは１から約４０個の炭素原子、他の実施態様においては約２から約２６個の炭素原子、他の実施態様においては約４から約１８個の炭素原子、また他の実施態様においては約６から約１２個の炭素原子を含む。

典型的な脂肪族アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、イソブタノール、ｎ−ペンタノール、ｎ−ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、ｎ−ヘプタノール、オクタノール、デカノール、及びこれらの混合物が挙げられる。

典型的な環式アルコールとしては、シクロヘキサノール、メタノール、ｔ−ブチルシクロヘキサノール、シクロペンタノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール、及びこれらの混合物が挙げられる。

典型的な不飽和アルコールとしてはアリルアルコール及びこれらの混合物が挙げられる。

典型的な芳香族アルコールとしては、置換フェノール、フェノール、ベンジルアルコール、及びこれらの混合物が挙げられる。

典型的な複素環式アルコールとしてはフルフリルアルコール、及びこれらの混合物が挙げられる。

典型的な多価アルコールとしてはステロール及びこれらの混合物が挙げられる。

上記触媒組成物は、広範な触媒濃度及び触媒成分比に渡って、共役ジエン類を立体特異的なポリジエン類に重合する高い触媒活性を有しうる。前記触媒成分は相互作用して活性触媒種を形成しうるものと思われる。また、どの一触媒成分に対する最適濃度も、他の触媒成分の濃度に依存しうるものと思われる。

一以上の実施態様において、アルキル化剤の含ニッケル化合物に対するモル比（アルキル化剤／Ｎｉ）は、約１：１から約２００：１、他の実施態様においては約３：１から約３０：１、また他の実施態様においては約５：１から約１５：１で変えることができる。ここで使用されているように、モル比という用語は、ある成分とその関連成分との当量比、例えば、含アルミニウム化合物上のアルミニウム原子の当量と、含ニッケル化合物上のニッケル原子の当量との比を指す。換言すれば、二官能性又は多官能性化合物（例えば、二個以上のカルボキシル基を含む化合物）を使用する場合、所望の当量比を実現するためには、化合物のモル数をより少なくすることが必要である。

一以上の実施態様において、含フッ素化合物の含ニッケル化合物に対するモル比（Ｆ／Ｎｉ）は、約７：１から約５００：１、他の実施態様においては約７．５：１から約４５０：１、また、他の実施態様においては約８：１から約４００：１で変えることができる。

一以上の実施態様において、カルボン酸の含ニッケル化合物に対するモル比（−ＣＯＯＨ／Ｎｉ）は、約０．１：１から約１０：１、他の実施態様においては約０．５：１から約５：１、また他の実施態様においては約０．７：１から約２：１で変えることができる。

一以上の実施態様において、アルコールの含ニッケル化合物に対するモル比（−ＯＨ／Ｎｉ）は、約０．４：１から約８０：１、他の実施態様においては約０．５：１から約７５：１、また、他の実施態様においては約０．７：１から約６５：１で変えることができる。ここで使用されているように、モル比という用語は、ある成分と関連成分との当量比、例えば、含塩素化合物上の塩素原子の当量と、含ニッケル化合物上のニッケル原子の当量との比を指す。

前記触媒組成物は、前記触媒成分を組み合わせるか、又は混合することによって形成できる。活性触媒種はかかる組み合わせによって生成すると思われているものの、種々の成分又は構成要素の間の相互作用又は反応の程度は、確実には分からない。従って、“触媒組成物”という用語は、単なる成分の混合物、物理的又は化学的な誘引力によって生じる種々の成分の錯体、成分の化学反応生成物、又は上記成分の組み合わせを包含するために使用されてきた。

本発明の触媒組成物は、下記方法の一つを用いることによって形成できる。

一以上の実施態様において、前記触媒組成物は、インサイチューにおいて、逐次法又は同時法の何れかにおいて、モノマー及び溶媒又は単にバルクモノマーに、触媒成分を添加することによって形成できる。一実施態様においては、アルキル化剤、含ニッケル化合物、カルボン酸、及びアルコールの混合物を形成する。かかる混合物は溶媒中で形成してもよい。その後、かかる混合物及び含フッ素化合物に、重合させるモノマーを添加してもよい。

一以上の実施態様においては、選択した触媒成分を、適切な温度（約−２０℃から約８０℃にできる）において重合系外で予備混合してもよく、生成した触媒生成物を数秒から数日の範囲で一定時間熟成させ、それからモノマーに添加してもよい。

一以上の実施態様においては、アルキル化剤、含ニッケル化合物、カルボン酸、及びアルコールの混合物を、少量のモノマー及び任意に溶媒の存在下で形成する。すなわち、選択した触媒成分を、少量の共役ジエンモノマーの存在の下、適切な温度（約−２０℃から約８０℃にできる）において形成してもよい。該混合物を形成するために用いることができる共役ジエンモノマーの量は、含ニッケル化合物１モル当たり、約１から約５００モル、他の実施態様においては約５から約２５０モル、他の実施態様においては約１０から約１００モルの範囲にできる。生成した組成物は、数秒から数日の範囲の一定時間熟成させ、その後、含フッ素化合物と共に重合させる共役ジエンモノマーの残余に添加してもよい。

前記方法で説明したように、触媒組成物の溶液又は一以上の触媒成分を重合系外で調製する場合、有機溶媒又は担体を使用してもよい。有機溶媒は触媒組成物又は成分を溶解するために働いてもよく、或いは、かかる溶媒は、単に、触媒組成物もしくは成分を分散できる担体として働いてもよい。有機溶媒は触媒組成物に対して不活性でもよい。有用な溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素及び／又はこれらの二以上の混合物等の炭化水素溶媒が挙げられる。芳香族炭化水素溶媒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、メシチレンなどが挙げられる。脂肪族炭化水素溶媒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、イソヘキサン類、イソペンタン類、イソオクタン類、２，２−ジメチルブタン、石油エーテル、灯油、石油スピリットなどが挙げられる。また、脂環式炭化水素溶媒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、メチルシクロヘキサンなどが挙げられる。また、上記炭化水素の市販の混合物を使用してもよい。

本発明の触媒組成物は、共役ジエン類をシス−１，４−ポリジエン類に重合するのに非常に高い触媒活性を示す。特定の実施態様は、１，３−ブタジエンをシス−１，４−ポリブタジエンに重合することを対象にしているけれども、更に他の共役ジエン類も重合しうる。重合しうる他の共役ジエン類の例としては、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、及び２，４−ヘキサジエンが挙げられる。また、二種以上の共役ジエン類の混合物を共重合に利用してもよい。

ポリマーの製造は、上記触媒組成物が触媒的に有効な量存在している下で、共役ジエンモノマーを重合することによって達成できる。重合マス中で使用する全触媒濃度は、成分の純度、重合温度、所望の重合速度及び転換率、所望の分子量、並びにその他多くの要因等、種々の要因の相互関係に依存する。従って、各触媒成分を触媒的に有効量使用できると言う以外に、具体的な全触媒濃度について明確に言及することはできない。一以上の実施態様において、使用する含ニッケル化合物の量は、共役ジエンモノマー１００ｇあたり、約０．００１から約１０ｍｍｏｌ、他の実施態様においては約０．００２から約１ｍｍｏｌ、他の実施態様においては約０．００５から約１．０ｍｍｏｌ、また他の実施態様においては約０．０１から約０．１ｍｍｏｌで変えることができる。

重合は、希釈剤としての有機溶媒中で実行できる。一実施態様においては溶液重合系が使用可能であり、この系は重合させるモノマーと形成するポリマーが重合媒体中で溶解していることを特徴とする系である。いずれの場合においても、重合するモノマーは凝縮相中にあってもよい。更に、該触媒成分を有機溶媒中に溶解、又は懸濁させてもよい。これらの又はその他の実施態様においては、該触媒成分又は要素を、触媒担体に担持させないか、又は含浸させない。他実施態様において、触媒成分又は要素を担持してもよい。

一以上の実施態様において、共役ジエンの重合は非極性有機溶媒中で実行するために有利である。一以上の実施態様において、非極性有機溶媒としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素及び／又はこれら二以上の混合物等の炭化水素溶媒が挙げられる。芳香族炭化水素溶媒の非限定的な例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン類、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、メシチレンなどが挙げられる。脂肪族炭化水素溶媒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、イソヘキサン類、イソペンタン類、イソオクタン類、２，２−ジメチルブタン、石油エーテル、灯油、石油スピリットなどが挙げられる。また、脂環式炭化水素溶媒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、メチルシクロヘキサンなどが挙げられる。また、上記炭化水素の市販の混合物を使用してもよい。

これら重合の実行において、触媒組成物の調製に使用する有機溶媒量に加えて、ある量の有機溶媒を重合系に添加してもよい。追加の有機溶媒は、触媒組成物の調製に用いた有機溶媒と同じでも異なってもよい。重合を触媒するために使用する触媒組成物に対して不活性の有機溶媒を選択してもよい。典型的な炭化水素溶媒は上記に説明した。溶媒を使用する場合、重合するモノマーの濃度は特定の範囲に限定されない。しかしながら、一以上の実施態様において、重合開始時に重合媒体中に存在するモノマーの濃度は、約３重量％から約８０重量％、他の実施態様においては約５重量％から約５０重量％、他の実施態様においては約１０重量％から約３０重量％。また他の実施態様においては約１５重量％から約２５重量％の範囲にできる。

また、共役ジエンの重合はバルク重合によって行なってもよく、これは実質的に溶媒を使用しない重合環境を指す。バルク重合は凝縮液相又は気相の何れかにおいて実行できる。

共役ジエンの重合は、バッチプロセス、連続プロセス、又は半連続プロセスで実行できる。半連続プロセスにおいては、既に重合したモノマーを置き換える必要があるので、モノマーを断続的に投入してもよい。如何なる状況においても、重合は、中適度から激しい撹拌のもと、窒素、アルゴン又はヘリウム等の不活性保護ガスの使用による無酸素条件下で行なってもよい。重合温度は、−１０℃又はこれ未満の低温から、１２０℃又はこれを超える高温まで広範に変えることができ、一実施態様において、温度範囲は約５０℃から約１００℃である。重合熱は（例えば、熱的に制御された反応ジャケットを用いた）外部冷却、（例えば、反応器に連結した還流凝縮器を用いることにより、モノマー及び溶媒を蒸発又は凝縮することによる）内部冷却によって、或いは前記方法を組み合わせて除去してもよい。用いる重合圧は広範に変えてもよいが、約１気圧から約１０気圧の圧力範囲で維持してもよい。

一旦所望の転化率に達したら、前記触媒を不活性化する重合停止剤を添加して重合を停止できる。かかる停止剤としてはプロトン化合物が挙げられ、かかる化合物としては、特に限定されないが、アルコール、カルボン酸、無機酸、水、又はこれらの混合物が挙げられる。２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール等の酸化防止剤を、前記停止剤と共に、前記停止剤添加の前に、又は前記停止剤添加の後に、加えてもよい。使用する酸化防止剤の量は、重合生成物の０．２重量％から１重量％の範囲にできる。

重合混合物を失活させた場合、重合生成物は、当業者が既知である従来の脱溶媒及び乾燥手順を用いることによって、重合混合物から回収できる。例えば、ポリマーは、ポリマーセメントを蒸気脱溶媒し、次に生成したポリマークラムを熱風トンネル中で乾燥することによって回収できる。或いは、ポリマーは、前記ポリマーセメントを直接ドラム乾燥することによって回収してもよい。乾燥ポリマー中の揮発性物質の含量は、ポリマーの１重量％未満、また、他の実施態様においては０．５重量％未満にできる。

本発明のポリジエンポリマーは、タイヤ部材の製造に特に有用である。かかるタイヤ部材は、本発明のポリマーのみで又はその他のゴムポリマーと共に調製できる。使用できるその他のゴムポリマーとしては、天然及び合成のエラストマーが挙げられる。合成のエラストマーは、一般に共役ジエンモノマーを重合することによって得られる。これらの共役ジエンモノマーを、芳香族ビニルモノマー等の他のモノマーと共重合してもよい。他のゴム状ポリマーは、エチレンと、一種以上のα−オレフィン及び任意に一種以上のジエンモノマーとを重合することによって得てもよい。

有用なゴム状ポリマーとしては、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）、及びポリ（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）、ポリスルフィドゴム、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、並びにこれらの混合物が挙げられる。これらのエラストマーは直鎖状、分枝状、及び星形状を含む無数の高分子構造を有しうる。また、ゴムの配合に一般的に使用される他の成分を加えてもよい。

該ゴム組成物は、無機充填剤及び有機充填剤等の充填剤を含んでもよい。該有機充填剤としては、カーボンブラック及び澱粉が挙げられる。該無機充填剤としては、シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、クレー（ケイ酸アルミニウム水和物）、及びこれらの混合物を挙げることができる。

硫黄又は過酸化物系の硬化系を含む多くのゴム硬化剤を使用できる。硬化剤に関しては、カーク−オスマー著、化学技術百科事典、第３版、第３０巻、ｐ．３６５−４６８、１９８２年、この特に硬化剤と助剤の項、ｐ．３９０−４０２、及びＡ．Ｙ．コラン著、ポリマーの科学と技術百科事典、第二版、１９８９年、加硫の項、に記載されており、これらを引用してここに援用する。加硫剤は単独で又は組み合わせて使用してもよい。一以上の実施態様において、加硫可能な組成物の調製並びにタイヤの構成及び硬化は、本発明の実施によって影響を受けない。

使用できる他の成分としては、促進剤、油、ワックス、スコーチ防止剤、加工助剤、酸化亜鉛、粘着性付与樹脂、補強樹脂、ステアリン酸等の脂肪酸、素練り促進剤、及び一種以上の他のゴム類が挙げられる。

これらゴム組成物は、トレッド、サブトレッド、ブラックサイドウォール、ボディプライスキン、ビードフィラー等のタイヤ部品を形成するために有用である。ポリジエンのポリマーはトレッド配合物に使用することが好ましい。一以上の実施態様において、これらトレッド配合物は、配合物中のゴムの全重量に対して約１０から約１００重量％、他の実施態様においては約３５から約９０重量％、また他の実施態様においては約５０から約８０重量％のポリジエンポリマーを含んでもよい。

一以上の実施態様において、加硫可能なゴム組成物は、ゴム成分及び充填剤（ゴム成分は任意に本発明のポリジエンポリマーを含む）を含む初期マスターバッチを形成することによって調製してもよい。この初期マスターバッチは、約２５℃から約１２５℃の初期温度、約１３５℃から約１８０℃の排出温度で混合され得る。早期加硫（スコーチとしても知られている）を防ぐために、該初期マスターバッチから加硫剤を除いてもよい。該初期マスターバッチを加工したら、最終混合段階において低温で初期マスターバッチに加硫剤を導入及び混合してもよく、ここで加硫プロセスを開始させないことが好ましい。任意に、マスターバッチ混合段階と最終混合段階の間に、時としてリミルと呼ばれる追加の混合工程を行ってもよい。ここで使用されているゴムの配合技術及び添加剤は、ゴム技術、第二版、１９７３年、のゴムのコンパウンディング及び加硫の項に記載されているとおり、概ね知られている。

また、シリカを充填したタイヤ配合物に適用できる混合条件及び方法も、米国特許第５，２２７，４２５号、第５，７１９，２０７号、第５，７１７，０２２号、及び欧州特許第８９０，６０６号に記載されているとおりよく知られており、これら全てを引用してここに援用する。一以上の実施態様において、充填剤としてシリカを（それのみで又は他の充填剤と組み合わせて）使用する場合、混合中にカップリング剤及び／又は遮蔽剤をゴム配合物に加えてもよい。有用なカップリング剤及び遮蔽剤が、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、及び第６，６８３，１３５号に記載されており、これらを引用してここに援用する。一実施態様において、カップリング剤及び遮蔽剤が実質的に存在しない条件で、本発明の官能化ポリマー及びシリカを含めることによって、前記初期マスターバッチを調製する。

加硫可能なゴム組成物をタイヤ製造に使用する場合、ゴムの成形技術、成型技術及び加硫技術等の通常のタイヤ製造技術に従い、これらの組成物をタイヤ部品に加工できる。一般に、加硫は、モールド内で加硫可能な組成物を加熱することによって達成され；例えば、約１４０℃から約１８０℃に加熱してもよい。硬化又は架橋したゴム組成物は加硫物とも呼ばれ、これは一般的に熱硬化性の三次元ポリマーネットワークを含む。加工助剤及び充填剤等の他の成分を、加硫したネットワークの全体に均一に分散させてもよい。米国特許第５，８６６，１７１号、第５，８７６，５２７号、第５，９３１，２１１号、及び第５，９７１，０４６号中で議論されているようにして、空気入りタイヤを製造でき、これらを引用してここに援用する。特定の実施態様において、本発明によって製造したシス−１，４−ポリブタジエンは、タイヤのトレッド及びタイヤサイドウォールの製造に有用である。

本発明の実施の仕方を明らかにするために、以下の例を準備し、試験した。しかしながら、これらの例は、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきものではない。請求の範囲が本発明の範囲を規定する役割を果たす。

（実施例１）
窒素をパージし乾燥させた２ガロンの反応器にヘキサンを加え、次に１，３−ブタジエン（Ｂｄ）のヘキサン混合物を加え、Ｂｄが１８．０％（３６２８．７ｇ、１２．１ｍｏｌ）のヘキサン溶液８．０ｌｂを生成させた。この溶液を２５℃に保った。その後、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）１．７６４ミリモル（ｍｍｏｌ）、ニッケルオクタノエート（ＮｉＯｃｔ、０．０３０ｍＭ ｐｈｇｍ）０．１９６ｍｍｏｌ、２−エチルヘキサン酸（ＥＨＡ）０．０９８ｍｍｏｌ、及び４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノール０．４０５ｍｍｏｌを、少量のＢｄのヘキサン溶液を含む窒素パージしたボトルに連続的に加えたところ、オレンジ色の溶液が生じた。（ＴＥＡのＮｉＯｃｔに対するモル比は９：１で、アルコールのＴＥＡに対するモル比は１．５：１である）。この溶液を直ちに前記反応器に投入し、続いてボロントリフルオロライドジブチルエーテラート（ＢＦ_３・ＯＢｕ_２）４．４０９ｍｍｏｌを加えた。（ＢＦ_３・ＯＢｕ_２のＴＥＡに対するモル比は２．５：１であった）。それから、反応器のジャケット温度を７０℃にセットした。一時間重合させ、かかる時間の最後に、２，６−ジ−tert-ブチル−４−メチルフェノール（ＢＨＴ）を含むイソプロパノールで処理して触媒を失活させ、ポリブタジエンを凝固させた。その後、該ポリブタジエンを１２０℃においてドラム乾燥機内で乾燥させた。該ポリマーを分析した。結果を表１に示す。

（実施例２〜４）
表１に記載したようにＥＨＡの投入量を変えたことを除き、実施例１に記載したのと同様の手順を行なった。

（比較例Ａ）
４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノールを使用せず、また、表１に記載したようにＥＨＡの投入量を変えたことを除き、実施例１に記載したのと同様の手順を行なった。重合後、反応器中にポリマーが生成した。該ポリマーはゲル状を示す。

（比較例Ｂ）
ＥＨＡを使用せず、また、表１に記載したように４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノールの投入量を変えたことを除き、実施例１に記載したのと同様の手順を行なった。

（実施例５〜７）
ＥＨＡ０．２９４ｍｍｏｌと、表２に記載したような種々の量の４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキサノールとを使用したことを除き、実施例１に記載したのと同様の手順を行なった。

当業者には、本発明の範囲及び精神から逸脱しない種々の変形及び変更が明らかである。本発明は、ここに示した説明用の例に正規に限定されるものではない。

Claims (18)

1. （ａ）ニッケルカルボン酸塩、ニッケルカルボン酸ホウ酸塩、ニッケル有機リン酸塩、ニッケル有機ホスホン酸塩、ニッケル有機ホスフィン酸塩、ニッケルカルバミン酸塩、ニッケルジチオカルバミン酸塩、ニッケルキサントゲン酸塩、ニッケルβ−ジケトネート、ニッケルアルコキシド又はアリールオキシド、ニッケルハロゲン化物、ニッケル偽ハロゲン化物、ニッケルオキシハロゲン化物、及び有機ニッケル化合物からなる群から選択される含ニッケル化合物；
   （ｂ）アルキル化剤；
   （ｃ）元素状態のフッ素、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、及びこれらの混合物からなる群から選択される含フッ素化合物であって、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、又はこれらの混合物との錯体である、含フッ素化合物；
   （ｄ）カルボン酸；及び
   （ｅ）アルコール
   を混合することによって生成させた触媒組成物が触媒的に有効量存在する下で、共役ジエンモノマーを重合する工程を含み、
   前記重合する工程を非極性溶媒中で実行し、且つ前記アルキル化剤の前記含ニッケル化合物に対するモル比（アルキル化剤／Ｎｉ）が１：１から２００：１で、前記含フッ素化合物の前記含ニッケル化合物に対するモル比（Ｆ／Ｎｉ）が７：１から５００：１で、前記カルボン酸の前記含ニッケル化合物に対するモル比（ＣＯＯＨ／Ｎｉ）が０．１：１から２：１で、前記アルコールの前記含ニッケル化合物に対するモル比（ＯＨ／Ｎｉ）が０．４：１から８０：１であり、
   前記重合する工程で、共役ジエンモノマー１００ｇあたり０．０１から０．１ｍｍｏｌの含ニッケル化合物を使用し、
   前記混合する工程で、前記含ニッケル化合物、前記アルキル化剤、前記カルボン酸、及び前記アルコールを予備混合して予備混合物を生成し、その後、該予備混合物及び前記含フッ素化合物を混合することを特徴とする、共役ジエンポリマーの形成方法。
2. 前記非極性溶媒は、脂肪族炭化水素溶媒、脂環式炭化水素溶媒、又はこれらの混合物であることを特徴とする、請求項１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
3. 前記アルキル化剤の前記含ニッケル化合物に対するモル比（アルキル化剤／Ｎｉ）が、３：１から３０：１であり、前記含フッ素化合物の前記含ニッケル化合物に対するモル比（Ｆ／Ｎｉ）が７．５：１から４５０：１、前記カルボン酸の前記含ニッケル化合物に対するモル比（ＣＯＯＨ／Ｎｉ）が０．５：１から５：１で、前記アルコールの前記含ニッケル化合物に対するモル比（ＯＨ／Ｎｉ）が０．５：１から７５：１であることを特徴とする、請求項１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
4. 前記アルキル化剤は、有機アルミニウム化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
5. 前記有機アルミニウム化合物は、一般式ＡｌＲ _ｎ Ｘ _３−ｎ ［式中、各Ｒは、炭素原子を介してアルミニウム原子に結合する一価の有機基であり、同一でも異なってもよく、各Ｘは、水素原子、カルボキシレート基、アルコキシド基、又はアリールオキシド基であって、同一でも異なってもよく、ｎは１から３の整数である］で示される化合物を含む、請求項４に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
6. 前記共役ジエンモノマーは、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、及び２，４−ヘキサジエンから成る群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
7. 前記アルコールは、一般式Ｒ−ＯＨ［式中、Ｒは一価の有機基である］で定義されることを特徴とする、請求項１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
8. 前記アルコールは、脂肪族アルコール、環式アルコール、不飽和アルコール、芳香族アルコール、複素環式アルコール、多環式アルコールからなる群から選択されることを特徴とする、請求項７に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
9. 前記カルボン酸は、一般式Ｒ−ＣＯＯＨ［式中、Ｒは一価の有機基である］で定義されることを特徴とする、請求項１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
10. 前記カルボン酸は、脂肪族カルボン酸、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、芳香族酸、及び環状酸からなる群から選択されることを特徴とする、請求項９に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
11. 前記重合する工程で、数平均分子量が９０，５４２ｇ／ｍｏｌ以下であるポリマーを回収することを特徴とする、請求項１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
12. 前記ポリマーは、数平均分子量が８８，８５０ｇ／ｍｏｌ以下であることを特徴とする、請求項１１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
13. 前記共役ジエンモノマーは、１，３−ブタジエンであり、前記共役ジエンポリマーはポリブタジエンであることを特徴とする、請求項１に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
14. 前記重合する工程は、収率８９％以上で前記共役ジエンモノマーをポリマーに転化させることを特徴とする、請求項１３に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
15. 前記重合する工程は、収率９２％以上で前記共役ジエンモノマーをポリマーに転化させることを特徴とする、請求項１４に記載の共役ジエンポリマーの形成方法。
16. ポリジエンを形成する方法であって、
    （ｉ）反応器に対して、
    （ｉａ）含ニッケル化合物；
    （ｉｂ）アルキル化剤；
    （ｉｃ）カルボン酸；
    （ｉｄ）アルコール；及び
    （ｉｅ）任意の共役ジエンモノマー；
    を一度に、これらの一部を一度に、又はこれらを個別に加える工程と、
    （ｉｉ）前記工程（ｉ）とは別の工程であって、前記反応器に対して、
    （ｉｉａ）含フッ素化合物；
    を加える工程と、
    （ｉｉｉ）前記工程（ｉ）又は（ｉｉ）と共に、又はこれらとは別に、
    （ｉｉｉａ）共役ジエンモノマー；
    を加える工程と、及び
    （ｉｖ）前記共役ジエンモノマーを重合させる工程、
    を含み、前記アルキル化剤の前記含ニッケル化合物に対するモル比（アルキル化剤／Ｎｉ）が１：１から２００：１で、前記含フッ素化合物の前記含ニッケル化合物に対するモル比（Ｆ／Ｎｉ）が７：１から５００：１で、前記カルボン酸の前記含ニッケル化合物に対するモル比（ＣＯＯＨ／Ｎｉ）が０．１：１から２：１で、前記アルコールの前記含ニッケル化合物に対するモル比（ＯＨ／Ｎｉ）が０．４：１から８０：１であり、
    前記加える工程で、共役ジエンモノマー１００ｇあたり０．０１から０．１ｍｍｏｌの含ニッケル化合物を加えることを特徴とする、ポリジエンの形成方法。
17. 前記アルコールの前記含ニッケル化合物に対するモル比は、１３．５：１から１８：１であることを特徴とする、請求項１６に記載のポリジエンの形成方法。
18. 前記含フッ素化合物はエーテルとの錯体であることを特徴とする、請求項１６に記載のポリジエンの形成方法。