本发明涉及含饱和环状分子单元的新型聚合物及其制备方法。 更具体地说,本发明涉及包括至少一种饱和环状分子单元,或包括至 少一种饱和环状分子单元和一种由至少一种不为上述饱和环状单体 的单体衍生的单体单元的新型聚合物,所述不为上述饱和环状单体 的单体能与饱和环状单体共聚,其中含饱和环状分子单元的聚合物。 具有高的数均分子量,因此它不仅具有优良的热性能,例如熔融温 度、玻璃化转变温度和热变形温度,还具有优良的机械性能,例如 高的拉伸模量和高的挠曲模量;本发明还涉及制备这种含饱和环状 分子单元的优良聚合物的方法。通过优选在由含属于周期表ⅠA族 金属的有机金属化合物与配位剂构成的单核、双核或多核配合物催 化剂存在下,聚合或共聚合至少一种环状共轭二烯单体,或至少一种 环状共轭二烯单体和至少一种能与其共聚的共聚用单体,由此得到 环状共轭二烯聚合物,再对所得环状共轭二烯聚合物进行加成反应 (其中加成反应是在环状共轭二烯单体单元的碳-碳双键处进行), 由此将环状环轭二烯单体单元转化成饱和环状分子单元,从而获得 本发明的聚合物。\n近年来,为了满足日益多样化的工业需要,聚合物化学已通过各 种变革取得进步。尤其是在用作工业上重要的材料的聚合物领域, 对开发具有优良的热和机械性能的聚合物,已做了广泛和深入研 究。对于这类聚合物及其生产方法,已提出了不同建议。\n例如,对于共轭二烯聚合物,已有许多建议。由这类建议的技术 生产的一些共轭二烯聚合物已广泛用作工业上重要的材料。\n已知的共轭二烯聚合物的代表例有均聚物,如聚丁二烯和聚异 戊二烯;嵌段、接枝、锥形和无规构型的共轭物,如丁二烯-异戊二 烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、苯乙烯-异 戊二烯共聚物、α-甲基苯乙烯-丁二烯共聚物、α-甲基苯乙烯-异 戊二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-异戊二烯共聚物、 丁二烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物;以及由它们衍生的氢化聚合物。这 些聚合物已在不同领域用于多种用途。例如,这些传统的聚合物已 用作塑料;弹性体;用于机器、轮胎和螺栓部件的材料;绝缘材料;粘 合剂;其它树脂的改性剂;等等。\n另一方面,就生产共轭二烯聚合物的方法来说,已提出了多种 建议,从工业角度看,这类生产方法也很重要。\n尤其是对能提供具有高顺-1,4-键含量的共轭二烯聚合物的 聚合催化剂的开发已做了不同研究,目的是获得具有改进的热和机 械性能的共轭二烯聚合物。\n例如,已提出了主要由碱金属如锂或钠化合物构成的催化剂系 统和主要由过渡金属如镍、钴或镍化合物构成的复合催化剂系统。某 些这样的催化剂系统已经用于工业规模聚合丁二烯、异戊二烯等等 (例如,见Ind.Eng.Chem.,48,784(1956)和审查的日本专利 申请公告37-8193)。\n另一方面,为使顺-1,4-键含量提高并获得优异的聚合活性, 已对由稀土金属化合物和含属于周期表Ⅰ,Ⅱ或Ⅲ族金属的有机金 属化合物构成的复合催化剂系统做了大量的研究。此外,与这种催 化剂系统的研究一道,还深入研究了高立体有择性聚合〔例如,见J. Polym.Sci.,Polym.Chem.Ed.,18,3345(1980);Sci,Sinica.,2/ 3,734(1980);Angew.Chem.Suppl,4,61(1981);德国专利申 请2,848,964;Rubber Chem.Technol.,58,117(1985)〕。\n在这些复合催化剂系统中,已证实,主要由钕化合物和有机铝化 合物构成的复合催化剂不仅能提供具有高顺-1,4-键含量的所需 聚合物,还具有优良的聚合活性。所以,这类复合催化剂已在工业上 用作聚合丁二烯或类似物的催化剂〔例如,参见Makromol.Chem., 94,119(1981);Macromolecules,15,230(1982)〕。\n不过,根据本领域技术近年来显著进展,非常需要开发出具有进 一步改进性能、特别是优良的热性能(如熔温,玻璃化转变温度和热 变形温度)和优异的机械性能(如拉伸模量和挠曲模量)的聚合物材 料。\n作为满足这一要求的最实用的手段之一,已试图生产具有优良 的热和机械性能的聚合物材料,即:不仅对具有较小位阻的单体(如 丁二烯或异戊二烯)而且对具有较大位阻的单体(如环状共轭二烯 单体)进行均聚合或共聚合,然后将所得聚合物氢化,由此在聚合物 主链中形成饱和的环状分子单元。\n对于均聚或共聚具有较小位阻的单体如丁二烯或异戊二烯,已 成功地开发了在某种程度上具有满意的聚合活性的催化剂系统。不 过,迄今尚未开发出在均聚或共聚具有大位阻的单体如环状共轭二 烯单体中具有满意的聚合活性的催化剂系统。\n也就是说,通过常规技术,甚至很难均聚合环状共轭二烯,因此 得不到具有所需高分子量的均聚物。此外,使环状共轭二烯与不为 该环状共轭二烯的单体共聚,目的是获得最佳热和机械性能以便满 足多种工业需要的偿试,结果也不成功,得到的产物仅仅是低分子量 的低聚物。\n此外,就饱和这样的仅是低分子量低聚物的环状共轭二烯聚合 物而言,其中饱和使用不溶固体催化剂的常规技术具有严重问题。 也就是说,为获得具有优良的机械和热性能,即使试图使用不溶固体 催化剂氢化以在含不饱和环状分子单元的聚合物链中形成环状分子 单元,但不饱和环状分子单元中碳-碳双键的氢化速率非常低,结 果在聚合物中很难结合入环状分子单元。\n综上所述,任何常规技术均不能获得具有满意特性的含饱和环 状分子单元的聚合物。因此,非常需要开发一种能满足工业需要的 含饱和环状分子单元的高分子量聚合物。\nJ.Am.Chem.Soc.,81,448(1959)公开了一种环己二烯均聚 物及其聚合方法,这种均聚物是通过使用由四氯化铁和三异丁基铝 构成的复合催化剂聚合1,3-环己二烯获得的。\n不过,该先有技术文献中公开的聚合方法的缺点在于必须使用 大量的催化剂,且必须长时间进行聚合反应,且获得的聚合物仅具有 极低的分子量。所以,用这种先有技术文献的技术获得的聚合物无 工业价值。此外,该先有技术文献没有叙述或暗示往聚合物中引入 饱和环状分子单元。\n另外,J.Polym.Sci.,Pt.A,2,3277(1964)公开了生产环己二 烯均聚物的方法,其中1,3-环己二烯聚合是通过不同聚合方法进 行的。例如自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合。但该 先有技术文献中公开的任何方法获得的聚合物仅具有极低的分子 量。因此,由该先有技术文献的技术得到的聚合物无工业价值。此 外,该先有技术文献没有叙述或暗示往聚合物中引入饱和环状分子 单元。\n英国专利申请1,042,625公开了一种生产环己二烯均聚物的方 法,其中聚合1,3-环己二烯是采用大量的有机铝化合物作为催化 剂进行的。\n在英国专利申请1,042,625中公开的聚合方法中,以单体的总 重计,催化剂的用量必须高达1-2wt.%。因此,该方法经济上不 利。此外,由该方法获得的聚合物仅具有极低的分子量。再有,在该 先有技术文献中,没有叙述或暗示获得共聚物。另外,该先有技术文 献的方法的缺点在于获得的聚合物含大量的催化剂残余,很难从聚 合物中除掉,因此由此方法获得的聚合物无工业价值。此外,该先有 技术文献没有叙述或暗示往聚合物中引入饱和环状分子单元。\nJ.Polym.Sci.,Pt.A,3,1553(1965)公开了一种环己二烯均 聚物,它是通过使用有机锂化合物作催化剂聚合1,3-环己二烯获 得的。在该先有技术文献中,聚合反应必须持续长达5星期,不仅如 此,获得的聚合物的数均分子量仅为20,000或以下。此外,该先有 技术文献没有叙述或暗示往聚合物中引入饱和环状分子单元。\nPolym.Prepr.(Amer.Chem.Soc.,Div.Polym.Chem.12, 402(1971)叙述,当使用有机锂化合物作催化剂进行1,3-环己二烯 聚合时,获得的环己二烯均聚物的数均分子量上限仅为10,000- 15,000。此外,该文献谈到,这种小分子量的原因是与聚合反应一起 不仅发生转移反应(由聚合物端存在的锂阳离子提取(abstraction) 造成),还发生氢化锂脱除反应。此外,该先有技术文献没有叙述或 暗示往聚合物中引入饱和环状分子单元。\nDie Makromolekulare Chemie.,163,13(1973)公开了一种通过 用大量的有机锂化合物作催化剂聚合1,3-环己二烯获得的环己二 烯均聚物。\n不过,该先有技术文献获得的聚合物是数均分子量仅6,500的 低聚物。\n该先有技术文献还公开了一种氢化的环己二烯均聚物(聚环己 烷低聚物),它是通过使用大大过量的(相对于聚合物的碳-碳双 键的量)对甲苯磺酰肼氢化环己二烯聚合物获得的。\n不过,该先有技术文献公开的氢化聚合物仅具有极低的分子 量。公开的氢化方法在经济上成问题,因为该方法的氢化反应是一 种化学计量量的反应,其中要求氢化剂大大过量。所以,公开的方法 没有工业价值。由该方法得到的聚合物也没有工业价值。\nEuropean Polymer J.,9,895(1973)公开了一种通过用π- 烯丙基镍化合物作为聚合催化剂共聚合1,3-环己二烯与丁二烯和 /或异戊二烯得到的共聚物。\n但是,用该先有技术文献获得的聚合物是一种分子量极低的低 聚体。此外,还报道,该先有技术文献的聚合物具有单一的玻璃化转 变温度,这暗示着该聚合物具有无规共聚物结构。此外,该先有技术 文献没有叙述或暗示往聚合物中引入饱和环状分子单元。\nKobunshi Ronbun-shu(Collection of theses concerning poly- mers)第34卷,No.5,333(1977)公开了一种用氯化锌作为聚合 催化剂合成1,3-环己二烯和丙烯腈的共聚物的方法。不过,该先有 技术文献所含的交替共聚物是分子量极低的低聚物。此外,该先有 技术文献没有叙述或暗示往聚合物中引入饱和环状分子单元。\nJ.Polym.Sci.,Polym.Chem.Ed.,20,901(1982)公开了一种 环己二烯均聚物,它是通过用有机钠化合物作催化剂聚合1,3-环 己二烯获得的。在该先有技术文献中,所用的有机钠化合物是萘钠, 且由萘钠得到的自由基阴离子形成了作为聚合物引发部位的双阴离 子。\n这意味着虽然在该文献报道的环己二烯均聚物具有38,700的 表观数均分子量,但这种均聚物实际上仅是两种聚合分子链的结合 体,这两种聚合物分子链各具有19,350的数均分子量,分别以两种 不同方向由聚合引发部位扩展。\n此外,在该文献公开的聚合方法中,聚合反应需要在极低的温度 下进行。因此,该先有技术文献的技术内容无工业价值。此外,该先 有技术文献没有叙述暗示往聚合物中引入饱和环状分子单元。\nMakromol.Chem.,191,2743(1990)公开了一种用聚苯乙烯基 锂作聚合引发剂聚合1,3-环己二烯的方法。在该先有技术文献中 介绍,在聚合反应的同时不仅发生由除去聚合物端的锂阳离子造成 的转移反应,还强烈发生了氢氧化锂脱除反应。此外,还报道即使用 聚苯乙烯基锂作聚合引发剂进行聚合,在室温下也得不到苯乙烯- 环己二烯嵌段共聚物,而所得产物只是环己二烯均聚物。\n在该先有技术文献中还报道,当聚合反应是在-10℃进行时, 以极低产率得到分子量约20,000的苯乙烯-环己二烯嵌段共聚物 连同环己二烯均聚物。\n不过,在所得共聚物中环己二烯嵌段含量极低。再有,该先有技 术文献不仅没提出或暗示环己二烯与链共轭二烯单体的嵌段共聚 物,也没提出或暗示具有至少三嵌段构型的多嵌段环己二烯共聚物, 或环己二烯的径向嵌段共聚物。此外,该先有技术文献没有叙述或 暗示往聚合物中引入饱和环状分子单元。\n由上述任何一篇传统技术可以容易地看出,获得具有优良特性 的含饱和环状分子单元的均聚物或共聚物,从而可以满意地用作工 业材料是不可能的。更不必说这种含饱和环状分子单元的均聚物或 共聚物的生产方法或往这种均聚物或共聚物中引入饱和环状分子单 元的方法是未知的。\n在此情况下,本发明人对开发新型聚合物,即:包括至少一种饱 和环状分子单元,或包括至少一种饱和环状分子单元和一种由至少 一种不为上述饱和环状单体的单体衍生的单体单元,所述不为上述 饱和环状单体的单体能与该饱和环状单体共聚,其中含饱和环状分 子单元的聚合物。具有高的数均分子量,结果它不仅具有优良的热 性能,如熔融温度、玻璃化转变温度和热变形温度,还具有优良的机 械性能,如高拉伸模量和高挠曲模量;以及生产这种含饱和环状分子 单元的聚合物的方法做了广泛和深入研究。结果,本发明人发现了 一种生产这种新型的含饱和环状分子单元的优良聚合物的方法。该 方法包括:优选在由含属于周期表IA族金属的有机金属化合物与 配位剂构成的单核、双核或多核配合物催化剂存在下,聚合或共聚 合至少一种环状共轭二烯单体,或至少一种环状共轭二烯单体和至 少一种能与其共聚的共聚用单体由此得到环状共轭二烯聚合物,再 对所得环状共轭二烯聚合物进行加成反应(其中加成反应是在环状 共轭二烯单体单元的碳一碳双键处进行)由此将环状共轭二烯单体 单元转化成饱和环状分子单元。采用这种生产本发明聚合物的新方 法,第一次能够合成从未报道过的新型的含饱和环状分子单元的聚 合物。另外,还开发了一项获得含饱和环状分子单元的聚合物的新技 术,其中由饱和环状单体衍生的单体单元以所需比例和所需构型引 入并作为构成聚合物主链部分或全部单体单元。基于上述新发现便 完成了本发明。\n因此,本发明的一个目的是提供一种新型的环状烯烃聚合物,它 包括至少一种环状烯烃单体单元,或包括至少一种环状烯烃单体单 元和一种由不为上述环状烯烃单体的至少一种其它单体得到的单体 单元,该其它单体能与环状烯烃单体共聚合,且其中环状烯烃聚合 物具有高的数均分子量.从而它不仅具有优良的热性能,例如熔融温 度、玻璃化转变温度和热变形温度,还具有优良的机械性能,例如高 的拉伸模量和高的挠曲模量。\n本发明的另一目的是提供一种生产上述这样的新型聚合物的有 效和高效方法。\n在本发明的一个方面中提供了一种含饱和环状分子单元的新型 聚合物,它包括由下式(Ⅰ)表示的主链: 其中A-F是构成主链的单体单元(其中A-F单体单元以任意顺 序排列),且a-f分别是以单体单元A-F总重计的A-F单体单 元的wt.%;\n其中:\nA选自环状烯烃单体单元,\nB选自环状共轭二烯单体单元,\nC选自链共轭二烯单体单元,\nD选自乙烯基芳族单体单元,\nE选自极性单体单元,以及\nF选自乙烯单体单元和α-烯烃单体单元;以及 其中:\na-f满足以下要求:\nb+c+d+e+f=100,\n0.001≤a≤100,\n0≤b<100,\n0≤c<100,\n0≤d<100,\n0≤e<100, 和\n0≤f<100,\n条件是单体单元A的含量以单体单元A和B的总摩尔数计为0.1 -100mol%;该聚合物的数均分子量为10,000-5,000,000。\n在本发明的另一方面中提供了一种生产含饱和环状分子单元的 聚合物(它包括由上式(Ⅰ)表示的主链)的方法,它包括以下步骤:\n(1)聚合至少一种环状共轭二烯单体,或至少一种环状共轭二烯 单体与至少一种能与其共聚的共聚用单体(至少一种共聚用单体选 自链共轭二烯单体,乙烯基芳族单体,极性单体,乙烯单体,和α-烯 烃单体),由此得到主链由下式(Ⅰ′)表示的环状共轭二烯聚合物; 其中B′,C,D,E和F是由式(Ⅰ′)主链构成的单体单元(其中单体单 元B′-F以任意顺序排列,且b′-f′分别以单体单元B′-F的总 量计的单体单元B′-F的重量%); 其中:\nB′的定义与式(Ⅰ)的B的相同,C,D,E和F分别具有式(Ⅰ)相 同的定义;以及 其中:\nb′-f′满足以下要求: b′+c′+d′+e′+f′=100, 0.001≤b′≤100,\n0≤c′<100,\n0≤d′<100,\n0≤e′<100, 和\n0≤f′<100;以及\n(2)对该环状共轭二烯聚合物进行一种选自氢化、卤化、磺化、 水化、氢卤化、烷基化、芳基化和氧化的加成反应,其中在B′单体单 元的碳-碳双键处,加成反应进行到这样的程度,以致0.1- 100mol%(以B′单体单元的摩尔数计)B′单体单元被饱和,由此使0. 1-100mol%B′单体单元转化为A单体单元。\n在附图中:\n图1是由参考例3获得的用作本发明新型聚合物的起始物的环 状共轭二烯均聚物的1H-NMR谱图,其测定是使用1,2-二氯苯 的氘化物形式作溶剂;\n图2是由参考例5获得的用作本发明新型聚合物的起始物的环 状共轭二烯均聚物的1H-NMR谱图,其测定是使用1,2-二氯苯 的氘化物形式作溶剂;\n图3是由实施例8获得的本发明新型聚合物的1H-NMR谱 图,其测定是使用1,2-二氯苯的氘化物形式作溶剂;\n图4是由实施例9获得的本发明新型聚合物的1H-NMR谱 图,其测定是使用1,2-二氯苯的氘化物形式作溶剂。\n为易于理解本发明,以下详述了本发明的基本特征和各种实施 方案。\n1.一种含饱和环状分子单元的聚合物,它包括:由下式(Ⅰ)表示 的主链: 其中A-F是构成主链的单体单元(其中A-F单体单元以任意顺 序排列),且a-f分别是以单体单元A-F总重计的A-F单体单 元的wt.%;\n其中:\nA选自环状烯烃单体单元,\nB选自环状共轭二烯单体单元,\nC选自链共轭二烯单体单元,\nD选自乙烯基芳族单体单元,\nE选自极性单体单元,以及\nF选自乙烯单体单元和α-烯烃单体单元;以及 其中:\na-f满足以下要求:\na+b+c+d+e+f=100,\n0.001≤a≤100,\n0≤b<100,\n0≤c<100,\n0≤d<100,\n0≤e<100,和\n0≤f<100, 条件是单体单元A的含量以单体单元A和B的总摩尔数计为0.1 -100mol%;该聚合物的数均分子量为10,000-5,000,000。\n2.按照上款1的聚合物,其中a+b=100且b>0,且其中A单 体单元是由相同或不同的环状烯烃单体单元构成,且B单体单元由 相同或不同的环状共轭二烯单体单元构成。\n3.按照上款1的聚合物,其中a=100,且其中A单体单元由相 同或不同的环状烯烃单体单元构成。\n4.按照上款1的聚合物,其中0.001≤(a+b)<100且0.001≤ a<100,且其中A单体单元由相同或不同的环状烯烃单体单元构 成,且B单体单元由相同或不同的环状共轭二烯单体单元构成。\n5.按照上款4的聚合物,它是无规共聚物。\n6.按照上款4的聚合物,它是交替共聚物。\n7.按照上款4的聚合物,它是具有至少一种含至少一个A单体 单元的聚合物嵌段的嵌段共聚物。\n8.按照上款7的聚合物,其中聚合物嵌段由A单体单元构成。\n9.按照上款7的聚合物,其中聚合物嵌段进一步含有至少一种 B单体单元。\n10.按照上款9的聚合物,其中聚合物嵌段由至少一种A单体 单元和至少一种B单体单元构成。\n11.按照上款1-10中任一项的聚合物,其中A单体单元是由 选自下式(Ⅱ)表示的单元的至少一种环状烃烯单体单元构成: 其中,各R1独立地代表氢原子,卤原子,C1-C20烷基,C2-C20不饱 和脂族烃基,C5-C20芳基,C3-C20环烷基,C4-C20环二烯基或含 至少一个氮、氧或硫原子作为杂原子的5-10元杂环,x是整数1- 4,且各R2独立地代表氢原子,卤原子,C1-C20烷基,C2-C20不饱和 脂族烃基,C5-C20芳基,C3-C20环烷基,C4-C20环二烯基,环氧 基,羟基,羧基,磺酸基或具有至少一个氮、氧或硫原子作为杂原子的 5-10元杂环基,或各R2独立地代表一个键或基团以便两个R2基 一起形成式 表示的桥,其中R3的定义与R1相同且y是整 数1-10, 且其中B单体单元是由选自下式(Ⅲ)表示的单元的至少一种环状 共轭二烯单体单元构成: 其中各R1,R2和x与式(Ⅱ)的定义相同,条件是式(Ⅲ)的R2不包 括环氧基,羟基,羧基和磺酸基。\n12.按照上款11的聚合物,其中该至少一种环状烯烃单体单元 A由下式(Ⅳ)表示: 其中各R2的定义与式(Ⅱ)中相同,以及 其中该至少一种环状共轭二烯单体单元B由下式(Ⅴ)表示: 其中各R2的定义与式(Ⅱ)相同,条件是式(Ⅴ)的R2下包括环氧 基,羟基,羧基和磺酸基。\n13.按照上款11的聚合物,其中该至少一种环状烯烃单体单元 A是一种在其1-和4-位和/或1-和2-位键合的环己烯单体单 元或其衍生物,或一种在其分子中连有一个6-元碳环结构的环状 烯烃单体单元,且其中该至少一种环状共轭二烯单体单元B是1,3 -环己二烯单体单元或其衍生物,或在其分子中连有一个6-元碳 环结构的环状共轭二烯单体单元。\n14.一种生产包括下式(Ⅰ)表示的主链的聚合物的方法: 其中A-F是构成主链的单体单元(其中A-F单体单元以任意顺 序排列),且a-f分别是以单体单元A-F总重计的A-F单体单 元的wt.%;\n其中:\nA选自环状烯烃单体单元,\nB选自环状共轭二烯单体单元,\nC选自链共轭二烯单体单元,\nD选自乙烯基芳族单体单元,\nE选自极性单体单元,以及\nF选自乙烯单体单元和α-烯烃单体单元;以及 其中:\na-f满足以下要求:\na+b+c+d+e+f=100,\n0.001≤a≤100,\n0≤b<100,\n0≤c<100,\n0≤d<100,\n0≤e<100, 和\n0≤f<100, 条件是单体单元A的含量以单体单元A和B的总摩尔数计为0.1 -100mol%,\n它包括以下步骤:\n(1)聚合至少一种环状共轭二烯单体,或至少一种环状共轭二烯 单体与至少一种能与其共聚的共聚用单体(至少一种共聚用单体选 自链共轭二烯单体,乙烯基芳族单体,极性单体,乙烯单体,和α-烯 烃单体),由此得到主链由下式(Ⅰ′)表示的环状共轭二烯聚合物: 其中B′,C,D,E和F是由式(Ⅰ′)主链构成的单体单元(其中单体单 元B′-F以任意顺序排列,且b′-f′分别以单体单元B′-F的总 量计的单体单元B′-F的重量%); 其中:\nB′的定义与式(Ⅰ)的B的相同,C,D,E和F分别具有式(Ⅰ)相 同的定义;以及 其中:\nb′-f′满足以下要求:\nb′+c′+d′+e′+f′=100,\n0.001≤b′≤100,\n0≤c′<100,\n0≤d′<100,\n0≤e′<100,和\n0≤f′<100;以及\n(2)对该环状共轭二烯聚合物进行一种选自氢化、卤化、磺化、 水化、氢卤化、烷基化、芳基化和氧化的加成反应,其中在B′单体单 元的碳-碳双键处,加成反应进行到这样的程度,以致0.1- 100mol%(以B′单体单元的摩尔数计)B′单体单元被饱和,由此使0. 1-100mol%B′单体单元转化为A单体单元。\n15.按照上款14的方法,,其中在步骤(2)中的加聚反应是氢 化反应。\n16.按照上款14或15的方法,其中在步骤(1)中,将至少一种 环状共轭二烯单体和至少一种共聚用单体进行共聚合。由此形成一 种嵌段共聚物。\n17.按照上款14-16任一项的方法,其中该至少一种环状共轭 二烯单体单元B’选自下式(Ⅲ)的单元: 其中,各R1独立地代表氢原子,卤原子,C1-C20烷基,C2-C20不饱 和脂族烃基,C5-C20芳基,C3-C20环烷基,C4-C20环二烯基或含 至少一个氮、氧或硫原子作为杂原子的5-10元杂环,x是整数l- 4,且各R2独立地代表氢原子,卤原子,C1-C20烷基,C2-C20不饱和 脂族烃基,C5-C20芳基,C3-C20环烷基,C4-C20环二烯基或具有 至少一个氮、氧或硫原子作为杂原子的5-10元杂环基,或各R1独 立地代表一个键或基团以便两个R2基一起形成式 表示的 桥,其中R3的定义与R1相同且n是整数1-10, 从而生产包括式(Ⅰ)表示的主链的聚合物,其中A单体单元选自下 式(Ⅱ)表示的单元: 其中各R1,各R2和x按式(Ⅲ)的定义与式(Ⅲ)相同,条件是式(Ⅱ) 的R2也不包括环氧基,羟基,羧基和磺酸基。\n18.按照上款17的方法,其中该至少一种环状共轭二烯单体 单元B′由下式(Ⅴ)表示: 其中各R2按式(Ⅲ)中的定义, 由此生产出包括式(Ⅰ)表示的主链的聚合物,其中A单体单元由下 式(Ⅳ)表示: 其中各R2按式(Ⅲ)中的定义,条件是式(Ⅳ)的R2也不包括环氧 基,羟基,羧基和磺酸基。\n19.按照上款14-18中任一项的方法,其中步骤(1)中的聚合是 一种催化剂存在下进行的,该催化剂由含属于周期表ⅠA族金属的 有机金属化合物与配位剂的单核、双核或多核配合物构成。\n20.按照上款19的方法,其中配位剂包括胺。\n21.按照上款19或20的方法,其中催化剂是在聚合之前已制得 的催化剂。\n在本发明中,聚合物的单体单元是按照命名法命名的,从而采用 连到术语“单元”上的原始单体(由它得到单体单元)的名称本身。例 如术语“环状烯烃单体单元”意指在聚合环状烯烃单体得到的聚合物 中形成的单体单元,它具有这样的分子结构,以便相应于该环烯烃单 体的环烷烃在其骨架的两个碳原子处键合。\n本发明的新型聚合物是一种主链部分或完全由多个衍生于饱和 环状分子单元的单体单元构成的聚合物。具体地说,本发明的聚合 物是一种含饱和环状分子单元的聚合物,它包括由上式(Ⅰ)表示的 主链。\n更具体地说,本发明的聚合物是一种包括部分或完全由至少5 -元碳环结构和饱和环状分子单元(在其1-和4-位,1-和2-位 等等键合)构成的聚合物。\n本发明这种聚合物的具体例子有通过对环状共轭二烯单体的均 聚物、至少两种环状共轭二烯单体的共聚物、或环状共轭二烯单体和 能与其共聚的共聚用单体的共聚物进行加成反应(其中加成反应是 在部分或全部环状共轭二烯单体单元的一个或多个碳-碳双键处 进行),由此使环状共轭二烯单体单元转化为饱和环状分子单元而获 得的聚合物。\n本发明聚合物的优选例子包括通过对环状共轭二烯单体的均聚 物、至少两种环状共轭二烯单体的共聚物、或环状共轭二烯单体和能 与其共聚的共聚用单体的共聚物进行氢化反应(其中氢化反应是在 部分或全部环状共轭二烯单体单元的一个或多个碳-碳双键处进 行)而获得的聚合物。\n本发明聚合物更优选的例子包括其主链由分子结构中有环己烷 环的饱和环状分子单元构成的聚合物。\n对于生产本发明新型聚合物的方法没有特别限制,只要聚合物 含有饱和环状分子单元且数均分子量在本发明规定的范围内即可。\n作为生产本发明新型聚合物的方法,可以提到:包括聚合或共聚 合环状共轭二烯单体由此得到环状共轭二烯聚合物,并将所得环状 共轭二烯聚合物进行加成反应(其中加成反应是在环状共轭二烯聚 合物中所含的部分或全部环状共轭二烯单体单元的一个或多个碳 -碳键处进行的),由此使不饱和的碳-碳键转化成饱和键的方法; 以及包括聚合或共聚合环烯烃单体由此获得具有饱和环状分子单元 的环烯烃聚合物的方法。\n从工业的观点看,优选采用这样的方法,即:包括聚合或共聚合 环状共轭二烯单体由此得到环状共轭二烯聚合物,并将所得环状共 轭二烯聚合物进行加成反应(其中加成反应是在环状共轭二烯聚合 物中所含的部分或全部环状共轭二烯单体单元的一个或多个碳-碳 键处进行的),由此使不饱和的碳-碳键转化成饱和键。\n饱和环状分子单元优选是由下式(Ⅱ)表示的分子单元,即:具有 由碳一碳单键形成的5-8元碳环结构的饱和环状分子单元: 其中各R1独立地代表氢原子,卤原子,C1-C20烷基,C2-C20不饱和 脂族烃基,C5-C20芳基,C3-C20环烷基,C4-C20环二烯基或含至 少一个氮、氧或硫原子作为杂原子的5-lO元杂环,x是整数1-4, 且各R2独立地代表氢原子,卤原子,C1-C20烷基,C2-C20不饱和脂 族烃基,C5-C20芳基。C3-C2。环烷基,C4-C2。环二烯基,环氧基, 羟基,羧基,磺酸基或具有至少一个氮、氧或硫原子作为杂原子的5 -10元杂环,或各R2独立地代表一个键或基团以便两个R2基一起 形成式 表示的桥,其中R3的定义与R1相同且y是整数1 -10。特别优选饱和环状分子单元是由下式(Ⅳ)表示的分子单元, 孛且右由瑞-碳草键形成的6-元碳环结构: 其中各R2按式(Ⅱ)中定义。\n在本发明中,由上式(Ⅱ)和(Ⅳ)表示的饱和环状分子单元可以 仅由碳原子和氢原子构成,或可以含有一个卤原子,如氟原子、氯 原子、溴原子或碘原子;和或一个或多个至少一种有机取代基,如烷 基、芳基和/或类似基团。\n这类有机取代基的例子包括脂族基团,如甲基、乙基、丙基、丁 基、戊基、己基和环己基;或由式(CHm)n表示的环烷基(其中m是 整数0-2,n是正整数);以及芳基,如苯基、甲苯基、萘基、环戊二烯 基、茚基和吡啶基。这些有机取代基可单独使用,也可混合使用。\n在本发明中,优选饱和的环状分子单元是仅由碳原子和氢原子 构成并具有5-8元碳环结构的环状分子单元。最优选饱和环状分 子单元是仅由碳原子和氢原子构成并具有6元碳环结构(即,环己烷 环)的饱和环状分子单元。\n本发明的新型聚合物可含有一种环状共轭二烯单体单元,其含 量由式0≤b<100表示,其中b代表以聚合物主链重量计的环状共 轭二烯单体的wt.%。在本发明中,优选环状共轭二烯单体单元是 由具有至少5-元碳环结构的环状共轭二烯衍生的单体单元。\n更优选,环状共轭二烯单体单元是由具有5-8元碳环结构的环 状共轭二烯衍生的单体单元,由下式(Ⅲ)表示: 其中各R1,R2和x按式(Ⅱ)定义,条件是式(Ⅲ)的R2不包括环氧 基、羟基、羧基和磺酸基。\n特别优选环状共轭二烯单体单元是由具有6-元碳环结构的环 状共轭二烯衍生的单体单元,由下式(Ⅴ)表示: 其中各R2按式(Ⅱ)中的定义,条件是式(Ⅴ)的R2不包括环氧基、羟 基、羧基和磺酸基。\n环状共轭二烯单体单元的例子有由1,3-环戊二烯,1,3-环己 二烯,1,3-环庚二烯,1,3-环辛二烯,以及它们的衍生物衍生的单 体单元。环状共轭二烯单体的优选例子有由1,3-环己二烯和1,3 -环己二烯衍生物衍生的单体单元,或其分子上连有6-元碳环结 构的环状共轭二烯单体单元。其中,最优选由1,3-环己二烯衍生的 单体单元。\n在本发明中,作为可与环状共轭二烯单体单元共聚的共聚用单 体单元的例子包括由1,3-丁二烯,异戊二烯,2,3-二甲基-1,3- 丁二烯,1,3-戊二烯和1,3-己二烯衍生的链共轭二烯单体单元; 由苯乙烯,α-甲基苯乙烯,邻甲苯乙烯,对甲基苯乙烯,对叔丁基苯 乙烯,1,3-二甲基苯乙烯,二乙烯基苯,乙烯基萘,二苯基乙烯和乙 烯基吡啶衍生的乙烯基芳族单体单元;由甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸甲 酯,丙烯腈,甲基乙烯基酮和α-氰基丙烯酸甲酯衍生的极性乙烯基 单体单元;由环氧乙烷,环氧丙烷,内酯,内酰胺和环硅氧烷衍生的极 性单体单元;乙烯单体单元;和α-烯烃单体单元。这些单体单元既 可单独使用,也可混合使用。\n在本发明中,环状共轭二烯单体和上述共聚用单体的共聚物可 以是任何构型。例如,共聚物可以是嵌段共聚物,如二嵌段、三嵌段、 四嵌段、多嵌段或径向嵌段、星形嵌段,或梳形嵌段共聚物,接枝共 聚物,锥形共聚物,无规共聚物或交替共聚物。\n在本发明新型聚合物中,饱和环状分子单元的含量没有特别限 制,可根据聚合物的目的用途不同而变化。不过,饱和环状分子单元 的含量一般为0.001-100wt.%,优选0.01-100wt.%,更优选0.1 -100wt.%,以新型聚合物的主链重量计。\n再有,为获得可用于其中要求聚合物具有很高的热和机械性能 的领域的本发明新型聚合物,推荐新型聚合物中的饱和环状分子单 元含量在1-100wt.%范围内,更优选2-100wt.%,最佳5- 100wt.%,以新型聚合物主链的重量计。\n在本发明新型聚合物中,以饱和环状分子单元和环状共轭二烯 单体单元的总摩尔数计,饱和环状分子单元的含量为0.1- 100mol%。\n在本发明聚合物中,饱和环状分子单元的摩尔数与饱和环状分 子单元和环状共轭二烯单体单元的总摩尔数之比没有特别限制,可 根据聚合物的目的用途而变化。不过,饱和环状分子单元的含量一 般为0.1-100mol%,优选5-100mol%,更优选10-100mol%,最 佳20-100mol%。\n此外,为获得可用于其中要求聚合物具有特别高热和机械性能 的领域的本发明新型聚合物,推荐饱和环状分子单元的含量为50- 100mol%、优选750-100mol%、最佳90mol%或以上,以饱和环状 分子单元和环状共轭二烯单体单元的总摩尔数计。\n本发明新型聚合物的数均分子量为10,000-5,000,000。从工 业规模生产这种聚合物的生产率的角度看,推荐聚合物的数均分子 量为15,000-5,000,000,优选20,000-3,000,000,更优选25,000 -2,000,000,特别是30,000-1,000,000。最佳范围是40,000- 500,000。\n当这种聚合物的数均分子量低于10,000时,聚合物很可能是 明显脆性的固体物或粘性液,因此聚合物作为工业材料的工业价值 变得极低。\n另一方面,当这种聚合物的数均分子量高于5,000,000时,从 工业的观点看,聚合物在许多方面有缺点。例如,具有这样高的分子 量的新型共聚物的缺点是聚合反应需要长时间进行,且获得的聚合 物的熔融粘度变高。\n在本发明中,聚合物的数均分子量是根据将聚合物的1,2,4- 三氯苯溶液进行凝胶渗透色谱法(GPC),使用标准聚苯乙烯的校正 曲线得到的数值得出的。\n当本发明的新型聚合物是一种在其聚合物分子链部分中含有含 饱和环状分子单元的聚合物嵌段,或仅由饱和环状分子单元构成的 聚合物嵌段的嵌段共聚物时,可以按照目的用途适当控制聚合物嵌 段的分子量。不过,从改进本发明新型嵌段共聚物的热和机械性能 的角度看,推荐聚合物嵌段含有至少10个饱和环状分子单元、优选 20个或以上饱和环状分子单元、更优选30或以上饱和环状分子单 元的连续排列。\n当本发明的新型聚合物是一种包括仅由饱和环状分子单元构成 的聚合物嵌段,或包括由饱和环状分子单元和由至少一种能与该饱 和环状单体共聚的共聚用单体衍生的单体单元构成的聚合物嵌段的 共聚物时,制备新型聚合物的方法包括制备仅由环状共轭二烯单体 单元构成的嵌段单元聚合物、由环状共轭二烯单体单元和由至少一 种能与该环状共轭二烯单体共聚的共聚用单体衍生的单体单元构成 的嵌段单元聚合物以及仅由至少一种能与该环状共轭二烯单体共聚 的共聚用单体衍生的单体单元共聚的共聚用单体衍生的单体单元构 成的嵌段单元聚合物;选择这些嵌段单元聚合物的合适的混合物;将 嵌段单元混合物一起聚合-键合;以及对所得环状共轭二烯嵌段共 聚物进行加成反应。\n本发明方法的优选方式的具体例子如下。\n该方法的一种方式包括以下形成步骤:聚合含有一种环状共轭 二烯单体单元的嵌段单元聚合物,或仅由环状共轭二烯单体单元 构成的嵌段单元聚合物;以及将该嵌段单元聚合物与至少一种能 与环状共轭二烯单体共聚的共聚用单体聚合,其中共聚用单体通过 聚合依次键接到嵌段单元聚合物的一端或两端,以及对所得嵌段共 聚物进行加成反应。\n该方法的另一方式包括以下步骤:聚合至少一种能与环状共轭 二烯单体共聚的共聚用单体以得到嵌段单元聚合物;使嵌段单元聚 合物与至少一种环状共轭二烯单体以及任意选加的至少一种能与该 环状共轭二烯单体共聚的共聚用单体进行聚合,其中环状共轭二烯 单体和任意选加的共聚用单体通过聚合键接到嵌段单元聚合物的一 端或两端上;以及对所得嵌段共聚物进行加成反应。\n该方法的又一方式包括以下形成步骤:聚合含有一种环状共轭 二烯单体单元的嵌段单元聚合物,或仅由环状共轭二烯单体单元构 成的嵌段单元聚合物;聚合该嵌段单元聚合物与至少一种能与环状 共轭二烯单体共聚的共聚用单体以获得聚合物,然后通过聚合,将 含有一种环状共轭二烯单体单元的嵌段单元聚合物或仅有环状共轭 二烯单体单元构成的嵌段单元聚合物依次键接到聚合物上,以及对 所得嵌段共聚物进行加成反应。\n该方法的又一方式包括以下步骤:聚合至少一种能与环状共轭 二烯单体共聚的共聚用单体得到嵌段单元聚合物;聚合嵌段单元聚 合物与含有一种环状共轭二烯单体单元的嵌段单元聚合物或仅由环 状共轭二烯单体单元构成的嵌段单元聚合物;通过聚合,将至少一 种能与环状共轭二烯单体共聚的共聚用单体依次键接到所得聚合物 上,以及对所得嵌段共聚物进行加成反应。\n该方法的又一方式包括以下形成步骤:聚合含一种环状共轭二 烯单体单元的嵌段单元聚合物或仅由环状共轭二烯单体单元构成的 嵌段单元聚合物;聚合该嵌段单元聚合物与至少一种能与环状共轭 二烯单体共聚的共聚用单体以得到聚合物;使用传统的至少二官能 偶合剂(如二甲基二氯硅烷,甲基三氯硅烷,二甲基二溴硅烷,甲基三 溴硅烷,二氯化茂钛,二氟甲烷,二溴甲烷,氯仿,四氯化碳,四氯化 硅,四氯化钛,四氯化锡,环氧化豆油,或酯)键接聚合物的聚合分子 链端;以及对所得嵌段共聚物进行加成反应。\n该方法的又一方式包括以下形成步骤:聚合含一种环状共轭二 烯单体单元的嵌段单元聚合物或仅由环状共轭二烯单体单元构成的 嵌段单元聚合物;使用端基改性剂将官能团引入该嵌段单元聚合 物的一端或两端,以得到官能的嵌段单元聚合物;对所得嵌段共聚 物进行加成反应;以及将所得官能饱和的嵌段单元聚合物键接到具 有一个可以被键接到以上得到的官能饱和的嵌段单元聚合物上的官 能团的另一种聚合物上。\n该方法的另一方式包括以下形式步骤:聚合含一种环状共轭二 烯单体单元的嵌段单元聚合物或仅由环状共轭二烯单体单元构成的 嵌段单元聚合物;聚合该嵌段单元聚合物与至少一种可与该环状共 轭二烯单体共聚的共聚用单体以得到聚合物;使用端基改性剂将官 能团引入由此得到的聚合物的一端或两端上,以得到官能聚合物;对 官能聚合物进行加成反应;以及将由此得到的官能饱和的聚合物键 接到另一种其一个官能团可以被键接到上述官能饱和的聚合物的官 能团上的聚合物上。\n该方法的另一方式包括聚合一种环状共轭二烯单体与至少一种 能与该环状共轭二烯单体共聚的共聚用单体,其中该至少一种共聚 用单体具有与该环状共轭二烯单体不同的聚合速率;以及对由此 获得的嵌段共聚物进行加成反应。\n该方法的又一方式包括聚合一种环状共轭二烯单体和至少一种 能与该环状共轭二烯单体共聚的共聚用单体,其中该环状共轭二烯 单体与至少一种共聚用单体之比不是整数(unity);以及对由此获得 的嵌段共聚物进行加成反应。\n在本发明中,含环状共轭二烯单体单元的嵌段单元聚合物可进 一步包括一种由至少一种能与该环状共轭二烯单体共聚的共聚用单 体衍生的单体单元。\n此外,在本发明中,含有由至少一种能与环状共轭二烯单体共聚 的共聚用单体衍生的单体单元的嵌段单元聚合物可进一步包括至少 一种选自环状共轭二烯单体单元的单体单元。\n在本发明中,就环状共轭二烯单体和由这种单体单元构成的聚 合物嵌段来说,最优选使用含环己烯环的单体单元和包括或由含环 己烯的单体单元构成的嵌段单元聚合物。\n在本发明新型聚合物中,就包括饱和环状分子单元的聚合物而 言,最优选使用一种包括由环己烷环构成的单体单元或由分别由环 己烷环构成的单体单元组成的单体单元构成的聚合物嵌段,其中包 括环己烷环的聚合物嵌段是通过对包括环己烯环的聚合物嵌段进行 加成反应得到的。\n生产本发明的聚合物(含饱和环状分子单元)的优选方法它包 括以下步骤:\n(1)聚合至少一种环状共轭二烯单体,或至少一种环状共轭二烯 单体与至少一种能与其共聚的共聚用单体(该至少一种共聚用单体 选自链共轭二烯单体,乙烯基芳族单体,极性单体,乙烯单体,和α- 烯烃单体),由此得到主链由下式(Ⅰ′)表示的环状共轭二烯聚合物: 其中B′,C,D,E和F是由式(Ⅰ′)主链构成的单体单元(其中单体单 元B′-F以任意顺序排列,且b′-f′分别是以单体单元B′-F的总 摩尔数计的单体单元B′-F的重量%); 其中:\nB′的定义与式(Ⅰ)的B的相同,C,D,E和F分别具有式(Ⅰ)相 同的定义;以及 其中:\nb′-f′满足以下要求:\nb′+c′+d′+e′+f′=100,\n0.001≤b′≤100,\n0≤c′<100,\n0≤d′<100,\n0 ≤e′<100,和\n0≤f′<100;从及\n(2)对该环状共轭二烯聚合物进行一种选自氢化、卤化、磺化、 水化、氢卤化、烷基化、芳基化和氧化的加成反应,其中在B′单体单 元的碳-碳双键处,加成反应进行到这样的程度,以致0.1- 100mol%(以B′单体单元的摩尔数计)B′单体单元被饱和,由此使0. 1-100mol%B′单体单元转化为A单体单元。\n在本发明中,术语“环状共轭二烯单体“意指具有至少5-元碳 环结构的环状共轭二烯。\n优选环状共轭二烯单体是具有5-8元碳环结构的环状共轭二 烯。\n更优选环状共轭二烯单体是具有6元碳环结构的环状共轭二 烯。\n环状共轭二烯单体的例子有1,3-环戊二烯,1,3-环己二烯, 1,3-环辛二烯以及它们的衍生物;优选例子有1,3-环己二烯,1,3 -环己二烯衍生物以及在其分子中连有6-元碳环结构的环状共轭 二烯单体。其中,最优选1,3-环己二烯。\n在本发明中,作为能与环状共轭二烯单体共聚的共聚用单体的 例子可以提到通过阴离子聚合反应可聚合的单体。\n这类单体的例子包括链共轭二烯单体,如1,3-丁二烯、异戊二 烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯或1,3-己二烯,乙烯 基芳族单体,如苯乙烯,α-甲基苯乙烯,邻甲基苯乙烯,对甲基苯乙 烯,对叔丁基苯乙烯,1,3-二甲基苯乙烯,二乙烯基苯,乙烯基萘, 二苯基乙烯,和乙烯基吡啶;极性乙烯基单体,如甲基丙烯酸甲酯, 丙烯酸甲酯,丙烯腈,甲基乙烯基酮,以及α-氰基丙烯酸甲酯;极性 单体,如环氧乙烷,环氧丙烷,内酯,内酰胺,和环硅氧烷;乙烯单体; 以及α-烯烃单体。上述各单体可单独使用或混合使用。\n在本发明中,环状共轭二烯单体与上述共聚用单体的共聚物可 以是任何构型。例如共聚物可以是嵌段共聚物,如二嵌段,三嵌段, 四嵌段,多嵌段,径向嵌段,星形嵌段,或梳形嵌段共聚物,接枝共聚 物,锥形共聚物无规共聚物,以及交替共聚物。\n当本发明含饱和环状分子单元的新型聚合物是一种通过对环状 共轭二烯聚合物进行加成反应得到的聚合物时,用作起始物的环状 共轭二烯聚合物中的环状共轭二烯单体单元的含量没有特别限制, 可以根据聚合物的目的用途适当控制。不过,环状共轭二烯单体单 元的含量一般在0.001-100wt.%之间,优选0.01-100wt.%,更 优选0.1-100wt.%。\n特别是为了获得可用于要求聚合物具有高的热和机械性能的领 域的本发明新型聚合物(含饱和环状分子单元),推荐环状共轭二烯 单体单元在环状共轭二烯聚合物起始物中的含量为5-100wt.%, 更优选10-100wt.%,最佳15-100wt.%。\n在制备本发明的新型聚合物(含饱和环状分子单元)的方法,即 包括将环状共轭二烯单体聚合成包括由上式(Ⅰ′)表示的主链的环 状共轭二烯聚合物的步骤(1)中,优选具有阴离子聚合活性,特别 是活性阴离子聚合活性的聚合催化剂用于聚合步骤(1)。\n优选用于本发明的聚合催化剂是一种包括含属于周期表ⅠA族 金属(ⅠA族金属)的有机金属化合物与配位剂的配合物。这种作为聚 合活性物的配合物具有单核、双核或多核配位结构,更优选双核或多 核配位结构。\n迄今已报道了多种具有活性阴离子聚合活性的催化剂。例如, 含ⅠA族金属的有机金属化合物或含ⅠA族金属的有机金属化合物 与配合剂的配合物已广泛用作活性阴离子聚合催化剂。\n其中,含ⅠA族金属的有机金属化合物的配合物、特别是烷基锂 (R-Li)与TMEDA(四甲基乙二胺)配位剂的配合物已做了深入研 究。\nN.Y.Acad.Sci.27,741(1965)谈到,这种作为聚合活性物的 配合物具有由下式(Ⅵ)所代表的单核烷基锂-TMEDA配位结构, 其特征在于一个配合物中含一个金属原子。 其中R代表C1-C20烷基。\n在先有技术中有一种说法,即:当TMEDA加到烷基锂缔合分 子系统中时,TMEDA与烷基锂反应形成配合物,从而破坏了烷基 锂分子的缔合,由此形成单核活性物,导致烷基锂型催化剂聚合活性 的改进。\n因此,建议当使用传统的聚合催化剂时,单个金属阳离子在以任 意方向生长的聚合物分子链的各链端存在,且来自任意方向的单体 各自到达各含有单个金属阳离子的链端,由此进行聚合反应。\n从不同的角度看,这暗示着当使用传统的聚合催化剂时,聚合物 链的分子结构受外界因素的影响(例如反应温度),结果极难控制聚 合物链的分子结构。\n也就是说,传统的活性阴离子聚合物催化剂用于工业规模聚合 位阻大、很难聚合的单体(如环状共轭二烯单体)不具有满意的聚合 活性。此外,任何传统技术都没有叙述或暗示当使用传统的阴离子 聚合催化剂时,聚合分子链的结构可以满意地得到控制。\n本发明人发现了一种与活性阴离子聚合催化剂传统的认识相反 的出乎意料的情况。也就是说,本发明人惊奇地意外发现,就含ⅠA 族金属的有机金属化合物与配位剂的配合物而论,能充分自身稳定 含ⅠA族金属的有机金属化合物分子缔合的配位结构行之有效地提 供了优良的聚合活性物。基于这种新发现,成功地开发了最优选用 于本发明的方法的聚合催化剂。\n在为获得环状共轭二烯聚合物(它是生产本发明新型聚合物的 起始物)的最优选的聚合方法中,可以使用含ⅠA族金属的有机金属 化合物的单核、双核或多核配合物。\n更优选,用于本发明的聚合催化剂是一种含ⅠA族金属的有机 金属化合物的双核或多核配合物,其配合物所具有的配位结构能自 身稳定有机金属化合物的分子缔合,而且即使在单体存在下也能自 维持这种配位结构。\n本发明生产环状共轭二烯聚合物的聚合方法的优点在于通过使 用ⅠA族金属的特定配合物,使抑制聚合物链端处出现的不利的付 反应(该付反应是由环状共轭二烯单体本身造成的),例如由抽取聚 合物链端中存在的ⅠA族金属阳离子造成的转移反应和氧化锂的脱 除反应成为可能,从而首次能将环状共轭二烯单体聚合或共聚合成 具有高聚合度的均聚物或共聚物。\n在本发明中,术语“双核配合物”意指含ⅠA族金属的有机金属 化合物的配合物,其中ⅠA族金属的两个原子缔合在一起形成缔合 单元。术语“多核配合物”意指一种含ⅠA族金属的有机金属化合物 的配合物,其中ⅠA族金属的三个或多个原子缔合在一起形成缔合 单元。\n在本发明中,就多核配合物而言,只要ⅠA族金属的三个或多个 原子缔合在一起,则可根据有机金属化合物和配位剂各自种类和配 合物的目的用途来改变原子的缔合形式,并适当选择最稳定的缔合 形式。\n在本发明中,多核配合物中的ⅠA族金属最好以3-20个金属 原子、更优选3-10个金属原子的形式存在。从工业观点看,最优选 多核配合物中ⅠA族金属以4-6个金属原子的缔合形式存在。\n本发明用的聚合催化剂用于工业规模聚合位阻大因此难以聚合 的单体(如环状共轭二烯单体)不仅具有满意的聚合活性,而且甚至 在准备聚合的单体存在下也具有自维持其配位结构的能力。使用本 发明用的聚合催化剂的聚合反应是一种活性阴离子聚合反应。不 过,尽管如此,反应类似配位聚合那样进行,即:根据本发明催化剂的 具体结构,将要聚合的单体作为配位聚合的活性物介入配合物。因 此,即使当本发明用的催化剂用于通过阴离子聚合反应可聚合的其 它已知单体的聚合时,也可以满意地控制所得聚合物的分子结构。\n可用于本发明用的聚合催化剂的ⅠA族金属的例子包括锂、钠、 钾、铷、铯和钫。其中,优选锂、钠和钾;特别优选锂。这些金属可单独 使用,或如果需要,混合使用。\n可用于上述生产本发明聚合物的方法的聚合步骤(1)的配合物 的优选例子包括含ⅠA族金属的有机金属化合物的配合物,如有机 锂化合物、有机钠化合物或有机钾化合物的配合物。最优选的配合物 是有机锂化合物的配合物。\n优选用于上述本发明生产方法的聚合步骤(1)中用的聚合催化 剂的有机锂化合物是一种至少含有一个键合到含至少一个碳原子 的有机分子或键合到有机聚合物上的锂原子的化合物。这种有机分 子的例子有C1-C20烷基、C2-C20不饱和脂族烃基、C5-C20芳基、 C3-C20环烷基和C4-C20环二烯基。用于本发明聚合催化剂的有机 锂化合物的例子包括甲基锂、乙基锂、正丙基锂、异丙基锂、正丁基 锂、仲丁基锂、叔丁基锂、戊基锂、己基锂、芳基锂、环己基锂、苯基 锂、六亚甲基二锂、环戊二烯基锂、茚基锂、丁二烯基二锂和异戊二烯 基二锂。此外,也可使用在其分子链中各含一个锂原子的已知的低 聚或聚合的有机锂化合物,如聚丁二烯基锂、聚异戊二烯基锂和聚苯 乙烯基锂。\n这种有机锂化合物的代表例包括甲基锂、乙基锂、正丁基锂、仲 丁基锂,叔丁基锂和环己基锂。其中,从工业观点看,最优选正丁基锂。\n在本发明中,每种用于本发明生产方法聚合步骤(1)的聚合催化 剂的含ⅠA族金属的上述有机金属化合物可单独使用,或需要的话, 混合使用。\n对于与含有ⅠA族金属的有机金属化合物一起形成配合物的配 位剂的种类和用量没有特别限制。根据反应条件,适当选择一种或 多种配位剂,以便最有效地保护有机金属化合物的ⅠA族金属阳离 子。\n更确切地说,作为配位剂,使用一种能给含ⅠA族金属的有机镁 化合物的ⅠA族金属提供一个电子的有机化合物。这种有机化合物 的例子包括具有一个极性基团〔如RO-,R2N-,RS-,或2-噁唑 啉基(其中R代表烷基)〕的有机化合物;该极性基团具有一个能与 含ⅠA族金属的有机金属化合物配位的非共价电子对。\n这种具有极性基团的有机化合物的例子包括胺,醚和硫醚。\n作为配位剂的上述化合物可单独使用,或根据需要混合使用。\n从工业观点看,与含有ⅠA族金属的有机金属化合物一起用于 形成配合物的配位剂,最优选是胺。\n具体地说,为在上述聚合步骤(1)中获得环状共轭二烯聚合物, 在用于本发明的聚合催化剂中,特别优选由含ⅠA族金属的有机金 属化合物和胺形成配合物,最优选由有机锂化合物和胺形成配合物。\n最优选用作形成本发明用的聚合催化剂的配位剂的胺的例子有 含至少一个R1R2N-基的有机化合物或有机聚合物(其中各R1和 R2独立地代表氢原子,C1-C20烷基,C2-C20不饱和脂族烃基,C5- C20芳基,C3-C20环烷基,C4-C20环二烯基,或具有至少一个氮、氧 或硫原子作为杂原子的5-10元杂环基),以上R1R2N-基是一种 具有能与含ⅠA族金属的有机金属化合物配位的非共价电子对的极 性基团。\n在这些胺中,最优选叔胺。\n叔胺的例子有三甲胺,三乙胺,二甲基苯胺,二乙基苯胺,四甲基 二氨基甲烷,四甲基乙二胺,四甲基-1,3-丙二胺,四甲基-1,3- 丁二胺,四甲基-1,4-丁二胺,四甲基-1,6-己二胺,四甲基-1,4 -苯二胺,四甲基-1,8-萘二胺,四甲基联苯胺,四乙基乙二胺,四 乙基-1,3-丙二胺,四甲基二亚乙基三胺,五甲基二亚乙基三胺,二 氮杂双环〔2,2,2〕辛烷,1,5-二氮杂双环〔4,3,0〕-5-壬烯,1,8- 二氮杂双环〔5,4,0〕-7-十一碳烯,1,4,8,11-四甲基-1,4,8,11 -四氮杂环四癸烷,四(二甲氨基)乙烯,四乙基-2-亚丁基-1,4 -二胺,2,2′-联吡啶,1,10-菲咯啉,六甲基磷三酰胺。\n其中,更优选四乙基乙二胺(TEEDA),四甲基乙二胺(TME- DA),四甲基二亚乙基三胺(TMEDTA),五甲基二亚乙基三胺 (PMDT),二氮杂双环〔2,2,2〕辛烷(DABACO),2,2′-联吡啶基, 1,10-菲咯啉和六甲基磷三酰胺(HMPA)。\n它们之中,由工业的角度看,最优选四甲基乙二胺(TMEDA)。\n上述胺可单独使用,或需要的话,混合使用。此外,这些胺可与 其它类型的配位剂混合使用。在这些胺与其它类型的配位剂结合使 用时,应根据反应条件选择合适的组合,以便最有效地保护有机金属 化合物的ⅠA族金属的阳离子。\n对于合成配合物(它是用于生产本发明的聚合物最优选的聚合 催化剂且通过含ⅠA族金属的有机金属化合物与胺反应获得)的方 法没有特别限制。可通过常规技术进行合成。\n这样的常规技术的例子包括:在惰性气氛下将有机金属化合物 溶于有机溶剂中并往里加入胺的有机溶剂溶液的方法;以及在惰性 气氛下将胺溶于有机溶剂并往里加入有机金属化合物的有机溶剂溶 液的方法。从这些方法适当选择优选的方法。\n在由含ⅠA族有机金属化合物和胺制备配合物(它是用于为了 获得作为生产本发明新型聚合物的最优选起始物的环状共轭二烯聚 合物的聚合方法的最优选的聚合催化剂)中,就胺和有机金属化合物 中获得的ⅠA族金属而言,优选使用以下摩尔比。该摩尔比为:\nM1/M2=1000/1-1/1000, 优选:\nM1/M2=100/1-1/100, 更优选:\nM1/M2=60/1-1/60, 特别优选:\nM1/M2=50/1-1/50, 进一步优选:\nM1/M2=30/1-1/30 最佳:\nM1/M2=20/1-1/20, 其中M1是胺的摩尔量,M2是有机金属化合物的中得到的ⅠA族金 属的摩尔量。当上述摩尔比M1/M2在上述范围内时,可高产率获得 聚合物或共聚物。\n当摩尔比M1/M2在上述范围之外时,很可能产生各种问题:配 合物的生产方法成本变高;配合物变得不稳定,因此与聚合反应一道 很可能出现不需要的付反应,例如,转移反应或ⅠA族金属氢化物的 脱除反应。\n为了自身维持聚合催化剂的稳定的配位结构,最优选在聚合反 应引发之前,即在环状共轭二烯单体加到反应系统之前制备包括含 ⅠA族金属的有机金属化合物的双核或多核配合物作为聚合活性物 的本发明聚合催化剂。\n当用于制备本发明用的上述聚合催化剂的配位剂是叔胺时,双 核或多核配合物的优选形式具有例如下式(Ⅶ)代表的结构:\n〔(G)g·(J)j)〕k (Ⅶ) 其中G代表至少一种含ⅠA族金属的有机金属化合物;J代表至少一 种配位剂;k是整数1或以上;且当k是1时,g是整数2或以上且j 是整数1或以上,且当k是整数2或以上时,各g和j是整数1或以 上。\n用于本发明的聚合催化剂的代表例包括含胺和有机锂化合物的 配合物,其中胺与有机锂化合物的摩尔比为1/4-1/1。用于本发明 的聚合催化剂的更具体的例子是含胺和有机锂化合物(选自甲基 锂,乙基锂和正丁基锂,仲丁基锂,叔相基锂的配合物,其中胺与 有机锂化合物的摩尔比为1/4。\n从工业角度看,最优选用于本发明的聚合催化剂是包括 TMEDA和正丁基锂(n-BuLi)的多核配合物,其中TMEDA与n- BuLi的摩尔比为1/4-1/1。\n在本发明生产方法的上述聚合步骤(1)中待聚合的单体不仅包 括环状共轭二烯单体,还包括由阴离子聚合反应可聚合的其它单体。\n不为环状共轭二烯单体的单体例子包括:链共轭二烯单体,如 1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯 或1,3-己二烯;乙烯基芳族单体,如苯乙烯,α-甲基苯乙烯,邻甲 基苯乙烯,对甲苯乙烯,对叔丁基苯乙烯,1,3-二甲基苯乙烯,二乙 烯基苯,乙烯基萘,二苯基乙烯,和乙烯基吡啶;极性乙烯基单体,如 甲基丙烯酸甲酯,丙烯酸甲酯,丙烯腈,甲基乙烯基酮,以及α-氰基 丙烯酸甲酯;极性单体,如环氧乙烷,环氧丙烷,内酯,内酰胺,和环状 硅氧烷;乙烯单体;以及α-烯烃单体。上述各单体可单独使用或混 合使用。\n对于在本发明生产的步骤(1)中合成的聚合物的构型没有特别 限制,并可以适当选择聚合物的构型,聚合物构型的例子包括均聚 物;嵌段共聚物,如二嵌段、三嵌段、四嵌段、多嵌段、径向嵌段、星形 嵌段、或梳形嵌段共聚物;接枝共聚物;锥形共聚物;无规共聚物;以 及交替共聚物。\n此外,对于聚合方法没有特别限制。聚合方法的例子有气相聚 合,本体聚合,或溶液聚合。此外,可以不同方式,如分批、半分批或 连续方式进行聚合反应。\n对进行聚合反应,本发明用的聚合催化剂可单独使用,或与其它 类型的聚合催化剂混合使用。此外,如果需要,本发明用的聚合催化 剂可载于无机化合物如二氧化硅或沸石上。\n在本发明的聚合方法中,步骤(1)中环状共轭二烯聚合物最好在 聚合催化剂,即含ⅠA族金属的有机金属化合物与配位剂的配合物 存在下,通过本体聚合或溶液聚合进行。\n用于溶液聚合反应的聚合溶剂的例子有脂肪烃,如丁烷、正戊 烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷、正壬烷和正癸烷;脂环烃,如环 戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环己烷、乙基环己烷、环庚烷、环辛 烷、萘烷和降冰片烷;芳烃,如苯、甲苯、二甲苯、乙基和枯烯;以及醚, 如乙醚和四氢呋喃。\n这些聚合溶剂可单独使用,或需要的话,混合使用。\n在本发明的聚合方法中,聚合催化剂的用量没有特别限制,根据 所用的聚合物的目的用途可以变化。不过,以每摩尔单体的金属原 子的摩尔量计,聚合催化剂的一般用量为1×10-6mol-1× 10-1mol,优选5×10-6mol-5×10-2mol。\n在本发明的聚合方法中,聚合反应温度可按照其它聚合反应条 件而变化。不过,聚合反应温度一般为-100-150℃,优选-80- 120℃,更优选-30-110℃,最佳0-100℃。从工业的角度看,聚合 反应温度在室温-80℃比较有利。\n本发明的聚合方法中,聚合反应时间没有特别限制,可根据聚合 物的目的用途和其它聚合反应条件而变化。不过,聚合反应时间一 般不长于48小时,优选1-10小时。此外,聚合反应最好在惰性气 氛如氮、氩或氦中进行。特别优选这些惰性气体在完全干燥后使用。\n对于聚合反应系统中的压力没有特别限制。只要在上述范围的 聚合温度下,压力足以将单体和溶剂维持在液态,可选择宽范围变化 的压力。此外必须小心以防止杂质如水、氧或二氧化碳侵入聚合反应 系统使聚合催化剂减活或形成聚合物的活性端。\n在本发明生产环状共轭二烯聚合的的聚合方法中,优选对各催 化剂组分的部分或全部量彼此进行初(preliminary)反应(以及任意 选择地老化),以合成配合物用作聚合反应引发之前的聚合催化剂。\n尤其是在本发明的聚合方法中,最优选在往反应系统中加入环 状共轭二烯单体之前形成配合物。\n当往反应系统中加入环状共轭二烯单体之前形成配合物时取得 了许多优点,致使付反应的出现得到抑制,由此使催化剂的聚合活性 得到改善,获得了聚合物具有窄的分子量分布。\n在本发明的聚合方法中,上述催化剂可单独使用,或需要的话, 混合使用。\n就聚合终止剂而言,可以使用任何常用的聚合终止剂,只要它能 使本发明聚合催化剂的聚合活化物减活即可。聚合终止剂的优选例 子包括水,C1-C10醇,酮,多元醇(如乙二醇,丙二醇或甘油),酚,羧 酸,以及卤代烃。\n要加入的聚合终止剂的用量一般为每100重量份环状共轭二烯 聚合物0.001-10重量份。可在加入稳定剂和/或抗氧化剂之前或 同时加入聚合终止剂。另外,也可以通过使活性端基与分子氢接触 而使聚合物的活性端减活。\n通过在为获得环状共轭二烯聚合物的聚合反应达到预定的聚合 度之后对环状共轭二烯聚合物进行加成反应,可得到本发明的新型 聚合物。\n在本发明中,加聚反应是采用常规技术,在环状共轭二烯单体单 元的碳-碳双键处进行的。这种加聚反应的例子包括加氢(氢化),加 卤素(卤化),加卤化氢(氢卤化),加硫酸(磺化),加水(水化),加卤代 醇(卤代醇化),加烷基(烷基化),加芳基(芳基化)和加氧或羟基 (氧化)。\n其中,优选氢化,卤化和烷基化。更优选氢化和卤化。\n在本发明中,最优选的加成反应是碳-碳双键的加氢反应,即氢 化。\n本发明的加成反应可通过常规技术进行。\n例如,加氢反应可以采用以下方法分批进行,该方法包括通过使 聚合催化剂减活停止聚合反应,往聚合反应中使用的同一反应器中 加入加成反应催化剂(如氢化催化剂或卤化催化剂,以及往该反应器 加入氢或卤素,由此获得本发明的新型聚合物。\n加成反应也可采用以下方法半分批进行,该方法包括通过使聚 合催化剂减活停止聚合反应,从而得到聚合物溶液,将所得聚合物溶 液转移到与聚合反应使用的不同的反应器中,往反应器中加入加成 反应催化剂(如氢化催化剂或卤化催化剂),以及往反应器中加氢或 卤素,从而获得本发明的新型聚合物。\n加成反应也可采用以下方法连续进行,该方法包括在管式反应 器中连续进行聚合反应和加成反应,从而获得本发明的新型聚合物。\n从上述方法中可适当选择所需方法。\n对于通过对环状共轭二烯聚合物进行加成反应以饱和聚合物中 的双键而获得的本发明的聚合物来说,饱和度〔定义为环状共轭二 烯聚合物中环状共轭二烯单体单元中所含的碳-碳双键饱和比 (mol%)〕没有特别限制,可以根据聚合物目的用途所要求的饱和环 状分子单元的量而变化。不过,以原始环状共轭二烯聚合物中碳-碳 双键的总摩尔数计,饱和度一般在0.1-100mol%,优选1- 100mol%,更优选5-100mol%,特别优选10-100mol%,最佳20- 100mol%。\n此外,特别当本发明的聚合物用于要求聚合具有高的热和机械 性能的领域时,推荐饱和度在50-100mol%,最优选70- 100mol%,最佳90mol%或以上。\n在本发明的聚合物中,最优选通过进行获得环状共轭二烯聚合 物的聚合反应直至达到预定聚合度,然后对所得环状共轭二烯聚合 物进行氢化反应以饱和聚合物中的双键而获得的聚合物。\n从改进热和机械性能考虑,最优选这样的本发明聚合物,即通过 对环状共轭二烯聚合物进行氢化以饱和聚合物中的双键而得到的聚 合物。\n对于通过对环状共轭二烯聚合物进行加氢反应以饱和聚合物中 的双键而获得的本发明的聚合物来说,氢化度〔定义为环状共轭二 烯聚合物中环状共轭二烯单体单元中所含的碳-碳双键氢化比 (mol%)〕没有特别限制,可以根据聚合物目的用途所要求的饱和环 状分子单元的量而变化。不过,以原始环状共轭二烯聚合物中碳-碳 双键的总摩尔数计,氢化度一般在0.1-100mol%,优选1- 100mol%,更优选5-100mol%,特别优选10-100mol%,最佳20- 100mol%。\n此外,特别当本发明的聚合物用于要求聚合具有高的热和机械 性能的领域时,推荐饱和度在50-100mol%,最优选70- 100mol%,最佳90-100mol%。\n当本发明的新型聚合物是部分氢化的聚合物(其中碳-碳双键 仍有未氢化)时,碳-碳双键可以是与交联剂或具有官能团的化合 物进行化学反应的部位。\n也就是说,在聚合物中保持未氢化的碳-碳双键最好用作将聚 合物键接到交联剂或具有一个官能团的化合物上的反应部位,由此 赋予聚合物所需特性。\n为获得本发明的聚合物,环状共轭二烯聚合物的氢化反应是在 氢气气氛下,在氢化催化剂的存在下进行的。\n在本发明中,氢化反应一般是通过以下方法进行的,该方法包括 将聚合物溶液在氢气或惰性气体的气氛下维持在预定温度,以及在 搅拌或不搅拌下,往聚合物溶液中加入氢化催化剂,然后再往反应系 统中引入氢气,直至达到预定压力水平。\n氢化反应可以按常规方式,即分批、半分批或连续方式进行。这 些方式可单独使用或结合使用。\n用于本发明的氢化催化剂的类型和用量不受特别限制,只要所 用的催化剂能提供高度氢化以便引入目的量的饱和环状分子单元即 可。不过,优选用于本发明的催化催化剂是均相或多相催化剂,它含 有选自属于周期表ⅣA-Ⅷ族金属和稀土金属中的至少一种成 分。更优选氢化催化剂是均相氢化催化剂,即有机金属化合物或配 合物,它含有选自ⅣA-Ⅷ族金属和稀土金属中的至少一种成分, 且可溶于氢化用的溶剂。其中特别优选含ⅣA族金属或Ⅷ族金属 的有机金属化合物或配合物。\n这些有机金属化合物或配合物作为氢化催化剂可载于无机化合 物如二氧化硅,沸石或交联的聚苯乙烯,或有机聚合物化合物。\n用于本发明的氢化催化剂中所含的金属的例子有钛,锆,铪, 铬,钼,钨,锰,铼,铁,钴,镍,钌,铑,钯,锇,铱,铂,镧,铯,镨,钕,钷, 钐,铕,钆,铽,镝,钬,铒,铥,镱和镥。其中,优选,钛,锆,铪,铼,钴, 镍,钌,铑,钯,铯,钕,钐,铕,钆和镱。\n从工业的角度看,特别优选钛,钴,镍,钌,铑和钯。\n在本发明,工业上最优选钛,钴和钌。\n为使含上述金属的有机金属化合物或配合物溶于所用的溶剂 中,要求配位体(如氢,卤素,氮化合物或有机化合物)与这类金属配 位或键合。这些配位体可单独使用或混合使用。当这些配位体混合 使用时,优选选择配位体的合适的组合,以便所得有机金属化合物 或配合物在所用溶剂中变成可溶的。\n配位体的例子有氢;氟;氯,溴;一氧化氮;一氧化碳;含一种官能 团如羟基、醚基、胺基、硫羟基、膦基、羰基、烯烃基或二烯基的有机化 合物,或不含官能团的非极性有机化合物。\n上述作为氢化催化剂的金属化合物或配合物可单独使用或混合 使用。\n氢化催化剂的用量可根据氢化反应条件而变化。不过,以要氢 化的聚合物的量计,氢化催化剂的量一般为1-50,000ppm,优选5 -10,000ppm,更优选10-5,000ppm,最佳15-1,000ppm(以金属 的量表示)。\n当氢化催化剂的量低于上述范围时,氢化反应的速率很低,这非 常不利。当氢化催化剂的量高于上述范围时,氢化反应速率变得很 高,但氢化催化剂的分离和回收变得很困难,从经济的观点看,这 很不利。\n在氢化反应中,优选上述氢化催化剂与一种含选自属于周期表 Ⅳ-Ⅲ族的金属的金属有机金属化合物(如烷基锂,烷基镁和烷基 铝)混合使用。\n关于用于本发明的氢化催化剂(包括一种有机金属化合物或配 合物)的更详细的情况,可参考例如J.Am.Chem.Soc.,85,4014 (1963)。\n作为用于氢化反应的溶剂,优选使用不仅对氢化催化剂为惰性 的,而且能溶解其中的待氢化的聚合物和氢化催化剂的溶剂。\n溶剂的例子有脂肪烃,如正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、异辛 烷、正壬烷和正癸烷,脂环烃,如环戊烷、甲基环戊烷、环己烷、甲基环 己烷、环庚烷、环辛烷、萘烷和降冰片烷;芳烃,如苯、甲苯、二甲苯、 乙苯和枯烯;卤代烃,如二氟甲烷、二氟乙烷、氢苯、二氯苯和三氯苯; 以及醚,如乙醚和四氢呋喃。这些溶剂可单独使用或混合使用。根据 要氢化的聚合物特性或氢化反应条件,可适当选择合适合适的溶剂。\n从工业角度看,优选连续进行聚合反应和氢化反应。所以,优选 用于氢化反应的溶剂与用于聚合反应的溶剂相同。\n在本发明中,对于要进行氢化反应的聚合物溶液的浓度没有特 别限制。不过,聚合物溶液的聚合物浓度优选为1-90wt.%,更优 选2-60wt.%,最佳5-40wt.%。\n当聚合物溶液的聚合浓度低于上述范围时,氢化反应的操作效 率不高且从经济的观点看不利。另一方面,当聚合物溶液有浓度高 于上述范围时,聚合物溶液的粘度变高,导致反应速率下降。\n在本发明中,氢化反应温度一般为0-300℃,优选20-250℃, 最佳30-200℃。\n当反应温度低于上述范围时,得不到满意的高反应速率。另一 方面,当反应温度高于上述范围时,很可能造成不仅氢化催化剂减 活,而且聚合物劣化的缺点。\n氢化反应系统的压力一般为1-250kg/cm2G,优选2-200kg/ cm2G,更优选5-150kg/cm2G。\n当氢化反应系统的压力低于上述范围时,得不到满意的高反应 速率。当压力高于上述范围时,反应速率变高,但需要昂贵的耐压反 应设备,这在经济上不利。此外,这种高压可造成氢化反应过程聚合 物氢化裂解。\n氢化反应时间没有特别限制,可根据聚合溶液和反应系统的温 度和压力而变化。不过,氢化反应时间一般为5分钟-240小时。\n如果需要,氢化反应完毕后,可通过传统方法,例如借助于吸附 剂吸附分离催化剂,或在有机酸和/或无机酸存在下用水或低级醇洗 除催化剂,从所得氢化反应混合物中回收氢化催化剂。\n从氢化反应混合物中分离和回收本发明聚合物可通过一般用于 从聚合反应混合物中回收常用聚合物的常规方法进行。\n这类常规方法的例子有包括使聚合反应混合物与蒸汽直接接触 的蒸汽凝结法;包括往聚合反应混合物中加入聚合物的不良溶剂由 此沉淀聚合物的方法;包括在聚合反应器中加热聚合反应混合物由 此蒸掉溶剂的方法;以及包括用具有气孔的挤出机挤出聚合反应混 合物,同时通过气孔蒸掉溶剂由此获得颗粒聚合物的方法。根据所用 的溶剂及要获得的聚合物的性质,可选择最合适的方法。\n如果需要,本发明的聚合物可通过用常规技术加入极性基团而 被改性或交联。这种极性溶剂的例子包括羧基(由马来酐,衣康酐, 柠康酐,丙烯酸,甲基丙烯酸等等得到),羟基,环氧基(由甲基丙烯酸 缩水甘油酯,丙烯酸缩水甘油酯等等得到),氮基(由马来酰亚胺等等 得到,噁唑啉基,烷氧基(由含烷氧基硅烷的乙烯基化合物等等得到) 以及异氰酸酯基。\n此外,在本发明中,可根据聚合物的的用途使用用于常规聚合物 的添加剂。这类添加剂的例子有热稳定剂,抗氧化剂,紫外线吸收 剂,润滑剂,成核剂,着色剂,颜料,交联剂,发泡剂,抗静电剂,防滑 剂,抗结块剂,脱模剂,另一种聚合物,以及无机增强材料。\n本发明的聚合物可呈单一形式或根据聚合物的目的用途,与另 一种聚合物、无机增强材料或有机增强材料一起构成复合形式。\n当本发明的聚合物旨在用于与另一种聚合物一起构成复合形式 时,这样的另一种聚合物可从传统已知的有机聚合物中适当选择。 对于这种有机聚合物的种类和用量没有特别限制。\n这种有机聚合物的例子有脂族聚酰胺,如尼龙4,尼龙6,尼龙 8,尼龙9,尼龙10,尼龙11,尼龙12,尼龙46,尼龙66,尼龙610,尼 龙612,尼龙636和尼龙1212;特别是芳族聚酰胺,如尼龙4T(T:对 苯二甲酸),尼龙4I(I:间苯二甲酸),尼龙6T,尼龙6I,尼龙12T,尼 龙12I和尼龙MXD6(MXD:甲基二甲苯二胺);酰胺聚合物,如上述 脂族聚酰胺或部分芳族聚酰胺的芳聚物或共混物;聚酯,如聚对苯二 甲酸丁二醇酯(PBT),聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯 (PC)和聚芳基化物(PAR);烯烃聚合物,如聚丙烯(PP),聚乙烯 (PE),乙丙橡胶(EPR)和聚苯乙烯(PSt);共轭二烯聚合物,如聚丁 二烯(PBd),聚异戊二烯(PIp),苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)或其氢 化物;硫醇聚合物,如聚苯硫(PPS);醚聚合物,如聚缩醛〔如,聚甲醛 (POM)〕和聚苯醚(PPE);丙烯酸类树脂;ABS树脂;AS树脂;聚砜 (PSF);聚醚酮(PEK)和聚酰胺酰亚胺(PAI)。\n这些有机聚合物既可单独使用,或按需要以其混合物或共聚物 的形式使用。\n无机增强材料包括玻璃纤维,玻璃布,碳纤维,云母,硅灰石,高 岭土,蒙脱土,钛须晶和石棉。有机增强材料的例子有芳酰胺,聚酰 亚胺,液晶聚酯(LCP),聚苯并咪唑和聚苯并噻唑。\n本发明环状共轭二烯聚合物可用作优良的工业材料,如热塑性 树脂。如果需要,可将交联剂加到本发明的聚合物中以提供硬化树 脂,如热硬化树脂,紫外线硬化树脂,电子辐射硬化树脂,等等。\n下面,参考以下参考例、实施例和比较例更详细地说明本发明, 但它们不应作为对本发明的范围的限制。\n在参考例、实施例和比较例中,对于化合物来说,使用在市售的 物质中具有高纯度的化合物。就溶剂而言,市售的溶剂在使用前用 常规方法处理。也就是说,将溶剂脱气、在惰性气氛下在活化的金属 上回流脱水以及蒸馏纯化。\n就聚合物的数均分子量测定来说,将溶剂溶于1,2,4-三氟苯, 所得溶液进行凝胶渗透色谱法(GPC),使用由标准聚苯乙烯得到的 校正曲线获得数均分子量。GPC设备的例子包括由Waters Assoc. Co.,U.S.A.产销的设备。\n参考例1\n(制备用于合成环状共轭二烯聚合物的聚合催化剂,该催化剂是 一种含ⅠA族金属的有机金属化合物的配合物)\n在干燥的氩气气氛下,将预定量的四甲基乙二胺(TMEDA)溶 于环己烷由此得到1.6mol/升TMEDA的环己烷溶液。将所得溶液 冷却并维持在-10℃。然后,在干燥的氩气气氛下,将正丁基锂(n- BuLi)的正己烷溶液逐渐滴加到TMEDA的环己烷溶液中。对于 TMEDA和n-BuLi量的关系,各采用参考例2-7中介绍的能提 供TMEDA/n-BuLi摩尔比的关系。在n-BuLi的正己烷溶液开 始加入后,将所得混合物冷却到-78℃。结果,得到白色晶状配合 物。由此获得参考例2-7中要使用的聚合催化剂。\n参考例2\n(合成作为本发明新型聚合物起始物的环状共轭二烯均聚物)\n采用传统方法,将配有密封盖的充分干燥的100ml耐压玻璃瓶 用干燥的氩气清洗。在玻璃瓶中装入5.00g 1,3-环己二烯和5. 00g甲苯。然后,以参考例1获得的聚合催化剂(其中TMEDA/n- BuLi摩尔比为1/1)以0.080mmol的量(以锂原子的量表示)加入 到所得1,3-环己二烯的甲苯溶液中。并于室温聚合反应5小时。此 期间之后,将BHT〔2,6-双(叔丁基)-4-甲基苯酚〕于甲醇中的 10wt.%溶液加到聚合反应系统中,从而终止聚合反应。然后,将大 量的甲醇和盐酸的混合溶剂加到聚合反应混合物中,从而分出其中 形成的聚合物。分出的聚合物用甲醇洗涤,然后于80℃真空干燥,由 此得到最终白色聚合物料。\n根据装入玻璃瓶中1,3-环己二烯的量计,所得聚合物的产率 为96.5wt.%。所得聚合物的数均分子量为49,800。Mw/Mn比(重 均分子量/数均分子量:分子量分布指标)为1.51。\n按照DSC(差示扫描量热计)法测定,所得聚合物的玻璃化转变 温度(Tg)为146℃\n参考例3\n(合成用作本发明新型聚合物的起始物的环状共轭二烯均聚物)\n基本上重复与参考例2相同的工序,只是聚合催化剂的量改为 0.040mmol(以锂原子的量表示),由此得到聚合物。\n所得聚合物的产率为98.5wt.%。所得聚合物的数均分子量为 64,300。 比(分子量分布指标)为1.48。\n所得聚合物的玻璃化转变温度,按DSC法测定为148℃\n参考例4\n(合成用作本发明新型聚合物的起始物的环状共轭二烯均聚物)\n基本上重复与参考例2相同的工序,只是使用TMEDA/n- BuLi摩尔比为1/4的参考例1中制得的聚合催化剂,且用10.0g环 己烷作为聚合溶剂替代甲苯。\n所得聚合物的产率为98.9wt.%。所得聚合物的数均分子量为 121,800。 比(分子量分布指标)为1.14。\n所得聚合物的玻璃化转变温度,按DSC法测定为147℃。在 300℃机筒温度下注塑该聚合物,由此得到厚3mm的无色透明的试 样。\n按照ASTM D638测定,试样的拉伸模量(TM)为4, 020MPa(1MPa=10.19716kgf/cm2)。按照ASTM D638,在18. 6kgf/cm2载荷在测定,试样的热变形温度为102℃。\n参考例5\n(合成用作本发明新型聚合物的起始物的环状共轭二烯均聚物)\n用传统方法,将带有电磁感应搅拌器的充分干燥的5升高压釜 用干燥的氮气清洗。\n在该高压釜中加入2,400环己烷和400g丁二烯。然后,将参考 例1中制得的聚合催化剂(其中TMEDA/n-BuLi摩尔比为1/4) 以25.6mmol(以锂原子的量表示)加入到丁二烯的环己烷溶液中, 聚合反应于60℃进行1小时。之后,将400g 1,3-环己二烯加入到 所得聚合反应混合物中,聚合反应再于40℃进行6小时。此期间之 后,往聚合反应混合物中加入BHT〔2,6-双(叔丁基)-4-甲基苯 酚〕于甲醇中的10wt.%溶液,由此终止聚合反应。然后,往所得聚 合反应混合物中加入大量的甲醇和盐酸的混合溶剂,由此分出其中 形成的聚合物。分出的聚合物用甲醇洗涤,并于80℃真空干燥,由此 得到最终白色的共聚物料。\n就所得共聚物而言,按照GPC测定,数均分子量为44,100。所 得色谱显示单峰。 比(分子量分布指标)为1.36。\n用1H-NMR测定共聚物的聚合物链结构证实,该共聚物的 聚合物链具有与装入高压釜中的单体之比大体上相同的单体单元之 比。\n按照DSC法测定,在高温一侧的共聚物的玻璃化转变温度 (Tg)为142℃。\n参考例6\n(合成用作本发明新型聚合物的起始物的环状共轭二烯共聚物)\n采用常规方法,将充分干燥的5升配有电磁感应搅拌器的高压 釜用干燥的氮气清洗。\n高压釜中装入2,720g环己烷和154g 1,3-环己二烯。然后, 将按能提供TMEDA/n-BuLi摩尔比为1/4制备的聚合催化剂以 15.36mmol量(以锂原子的量表示)加入到1,3-环己二烯的环己 烷溶液中,聚合反应于40℃进行5小时。之后,将326g丁二烯加入 到所得聚合反应混合物中,聚合反应再于60℃进行1小时。聚合反 应完毕后,往所得聚合反应混合物中加入9.60mmol二氯二甲基硅 烷作为偶合剂,并使反应于65℃再进行1小时,由此使聚合反应混 合物中形成的聚合物端偶合。\n然后,往所得聚合反应混合物中加入大量的甲醇和盐酸的混合 溶剂,由此分出其中形成的聚合物。分出的聚合物用甲醇洗涤,并于 80℃真空干燥,由此得到最终白色的共聚物料。\n就所得共聚物而言,按照GPC测定,数均分子量为90,700。所 得色谱显示单峰。Mw/Mn比(分子量分布指标)为1.39。\n用1H-NMR测定共聚物的聚合物链结构证实,该共聚物的 聚合物链具有与装入高压釜中的单体之比大体上相同的单体单元之 比。\n按照DSC法测定,在高温一侧的共聚物的玻璃化转变温度 (Tg)为140℃。\n在50g载荷下,按照TMA法测定(其中使用100μm针),共聚 物的软化温度为149℃。\n参考例7\n(合成用作本发明新型聚合物的起始物的环状共轭二烯均聚物)\n采用传统方法,将配有密封盖的充分干燥的100ml耐压玻璃瓶 用干燥的氩气清洗。在玻璃瓶中装入2.50g 1,3-环己二烯、2.50g 苯乙烯和10.0g环己烷。然后,以实施例1基本相同的方式获得的 聚合催化剂以0.080mmol的量(以锂原子的量表示)加入到所得1, 3-环己二烯和苯乙烯的环己烷溶液中,并于室温聚合反应4小时。\n此期间之后,将10wt.%BHT〔2,6-双(叔丁基)-4-甲基苯 酚〕于甲醇中的10wt.%溶液加到聚合反应系统中,从而终止聚合反 应。然后,将大量的甲醇和盐酸的混合溶剂加到聚合反应混合物中, 从而分出其中形成的聚合物。分出的聚合物用甲醇洗,然后于80℃ 真空干燥。由此得到最终白色共聚物料。\n所得共聚物的产率为74.8wt.%。所得共聚物的数均分子量为 37,100(按GPC测定)。所得色谱显示单峰。Mw/Mn比(分子量分 布指标)为1.53。\n用1H-NMR测定共聚物的聚合物链结构证实,所得共聚物 的聚合物链具有与装入高压釜中的环己二烯单体/苯乙烯单体摩尔 比(1/3.4)相应的结构组成。\n按照DSC法,玻璃转化温度(Tg)为132℃。\n实施例1\n(生产本发明的新型聚合物)\n将1.0g参考例2中得到的环状共轭二烯均聚物加入到具有电\n磁感应搅拌器的180ml高压釜中。用传统的方法,将高压釜干燥并\n用干燥的氮气洗涤。\n往高压釜中加100ml环己烷,并通过加热和搅拌将聚合物溶于 环己烷。之后,将催化剂溶液(通过往环己烷中加入0.30ml Co (acac)3和1.80mmol三异丁基铝而制取)作为氢化催化剂加到所 得聚合物溶液中。\n高压釜用氢气清洗。将高压釜的温度升高到180℃,在15kg/ cm2G氢压下进行4小时氢化反应。\n高压釜冷却到室温,并用干燥的氮气清洗。然后,将10ml BHT 〔2,6-双(叔丁基)-4-甲基苯酚〕溶于甲醇和环己烷的混合溶剂的 10wt.%溶液加入高压釜中,由此使氢化催化剂减活。然后,往所得 氢化反应混合物中加入大量的甲醇和盐酸的混合溶剂由此分出聚合 物。分出的聚合物用甲醇洗涤,然后于80℃真空干燥,由此获得氢 化聚合物。\n按照1H-NMR测定,获得的聚合物的氢化度为100%。数均 分子量为53,400。 比(分子量分布指标)为1.46。\n玻璃化转变温度按DSC法测定为219℃。\n实施例2\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例1的同样工序,只是氢压改成85℃kg/cm2G。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为100%。数均分 子量为51,000。 比(分子量分布指标)为1.39。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为219℃。\n实施例3\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例1的同样工序,只是使用10.0g参考例2得 到的聚合物,且氢压改成10kg/cm2G。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为99.6%。数均 分子量为53,900。 比(分子量分布指标)为1.21。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为219℃。\n实施例4\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例1的同样工序,只是使用10.0g参考例2得 到的聚合物,且氢压改成40℃kg/cm2G。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为100%。数均分 子量为52,400。 比(分子量分布指标)为1.33。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为219℃。\n实施例5\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例2的同样工序,只是使用通过往环己烷中加 入0.30mmol TiCl2(Cp)2(Cp:环戊二烯基)和1.80mmol三异丁基 铝制得的氢化催化剂。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为90.0%。数均 分子量为50,300。 比(分子量分布指标)为1.43。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为219℃。\n实施例6\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例2的同样工序,只是使用 RuHCl(CO)〔P(C2H5)3〕3作为氢化催化剂。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为92.8%。数均 分子量为50,800。 比(分子量分布指标)为1.41。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为219℃。\n实施例7\n(生产本发明的新型聚合物)\n将200g基本上按参考例3同样方式获得的环状共轭二烯均聚 物加入到具有电磁感应搅拌器的充分干燥的4升高压釜中。高压釜 内进行干燥,并用常规方法将高压釜用干燥的氮气清洗。\n往高压釜中加2.5升环己烷,并通过加热和搅拌,将聚合物溶 于环己烷中。之后,将催化剂溶液(通过往环己烷中加入0.30mmol Co(acac)3和1.80ml三异丁基铝而制取)作为氢化催化剂加到所得 聚合物溶液中。\n高压釜用氢气清洗。高压釜的温度升到180℃,然后,在30kg/ cm2G氢压下进行6小时氢化反应。\n将高压釜冷却到室温,并用干燥的氮气清洗。之后,将10ml BHT〔2,6-双(叔丁基)-4-甲基苯酚〕溶于甲醇和环己烷的混合 溶剂的10wt.%溶液加入高压釜中,由此使氢化催化剂减活。然后, 往所得氢化反应混合物中加入大量的甲醇和盐酸的混合溶剂由此分 出聚合物。分出的聚合物用甲醇洗涤,然后于80℃真空干燥,由此 获得氢化聚合物。\n按照1H-NMR测定,获得的聚合物的氢化度为100%。数均 分子量为72,000。 比(分子量分布指标)为1.32。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为220℃。\n实施例8\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例1的同样工序,只是使用参考例4中得到的 聚合物。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为100%。数均分 子量为128,500。 比(分子量分布指标)为1.16。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为222℃。在320℃机筒温度 下,对聚合物进行注塑,由此得到厚3mm的无色透明试样。\n按照ASTM D638测定,试样的拉伸模量(TM)为6, 620MPa(1MPa=10.19716kgf/cm2)。按照ASTM D648,在18. 6kgf/cm2载荷下测定,试样的热变形温度(HDT)为182℃。\n实施例9\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例1的同样工序,只是使用1.0g参考例5制 得的聚合物。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为100%。数均分 子量为72,100。 比(分子量分布指标)为1.34。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为222℃。\n实施例10\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例1的同样工序,只是使用60.0g参考例6制 得的聚合物且环己烷的量改成2升。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为100%。数均分 子量为101,800。 比(分子量分布指标)为1.24。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为220℃。\n按照TMA法(其中使用100μm针)在50g载荷下测定,软化温 度为238℃。\n实施例11\n(生产本发明的新型聚合物)\n基本上重复实施例1的同样工序,只是使用1.0g参考例7制 得的聚合物。\n按照1H-NMR测定,所得聚合物的氢化度为100%。数均分 子量为38,700。 比(分子量分布指标)为1.35。\n按照DSC法测定,玻璃化转变温度为222℃和100℃。\n比较例1\n以参考例2基本相同方式进行聚合,只是聚合催化剂的量改为 1.01mmol(以锂原子量表示)。所得聚合物的产率为99.1wt.%。 所得聚合物的数均分子量为4,700。 比(分子量分 布)为1.12。\n以实施例1基本相同的方式对聚合物进行氢化,由此得到最终 聚合物。所得最终聚合物的氢化度为100%(按照1H-NMR测 定)。最终聚合物是非常脆的低聚物,因此当制品从模具中取出时,由 该最终聚合物制得的模塑制品破碎。所以,不可能生产模塑的制品。\n本发明的新型聚合物具有一种引入其聚合物链中的饱和环状分 子单元,结果聚合物不仅具有优良的热和机械性能,而且具有高的分 子量,足以使聚合物用作模塑制品,因此在各种领域可有利地用作工 业材料。\n本发明的新型聚合物可以以饱和环状单体与一种能与其共聚的 共聚用单体的共聚物形式提供,其中可以适当选择共聚用单体的含 量和共聚物构型,以便共聚物可具有所需的热和机械性能。所以,可 以根据其目的用途适当选择本发明聚合物的分子结构,以便获得例 如耐高热塑料、高硬塑料或耐高热弹性体形式的聚合物。\n此外,本发明的新型聚合物可单独使用,或需要的话,在许多用 途中以跟其它树脂或无机材料的复合形式使用,例如用作汽车、电 气器具和电子器件的材料;薄膜;管材;等等。