氯化钕异丙醇合物/三异丁基铝催化剂活性中心的分离与聚合

研究了氯化钕异丙醇合物/三异丁基铝催化剂的配制方式对异戊二烯聚合和聚合产物特性的影响。 将催化剂的悬浊液分离得到清液和沉淀，分别进行聚合，并对沉淀进行了拉曼光谱表征。 结果表明，(Nd+Al)配制方式在室温和70 ℃下所得催化剂的清液均无活性，并且70 ℃下所得催化剂的沉淀也无活性。 (Nd+IP+Al)配制方式在任何条件下所得催化剂的各组分均有活性，推测该配制方式所得催化剂可能形成的是2种活性中心：(isoprenyl)2NdCl和(isoprenyl)NdCl2。 配制方式对聚异戊二烯的微观结构没有影响(96%左右)，分离前的悬浮催化剂和沉淀催化剂所得聚异戊二烯均为高分子量(Mn＞100×104)和窄分子量分布(Mw/Mn＜2.0)的聚合物，但是分离后清液所得聚合物的分子量较低(Mn＜30×104)，分子量分布很宽(Mw/Mn＞5.0)。     

稀土-其它过渡金属混合催化剂用于共轭双烯烃的聚合——Ⅳ.(NdCl_3+FeCl_3)·nphen-HAI(i-Bu)_2体系对异戊二烯的聚合

本文报道由(NdCl_3+FeCl_3)·nphen-HAl(i-Bu)_2催化体系引发异戊二烯聚合的结果。在适当Nd/Pe比下,该体系对异戊二烯聚合的活性可超过单一钕或铁催化剂的活性,同时随催化剂中钕和铁含量的不同,所得产物的微观结构变化很大,当体系中钕含量由100％→0时,产物的顺-1,4结构含量由94.4％→22.1％,而3,4结构含量由5.6％→77.9％。Al/M(N=Nd+Fe)比、单体浓度和聚合温度不仅对聚合活性有影响,对产物的微观结构影响也较大。事实表明,该聚合体系中存在着两种过渡金属(Nd和Fe)活性中心,它们按各自的机理进行异戊二烯的聚合。     

异丙氧基钕系催化剂合成窄分布聚异戊二烯

采用异丙氧基钕/二异丁基氢化铝/含氯化合物（Nd(OiPr)3/Al(iBu)2H/RCl）催化体系,催化异戊二烯（IP）聚合。 考察了氯源和陈化温度对聚合的影响,并通过IR、NMR和GPC等技术手段对聚合物的微观结构、相对分子质量及相对分子质量分布等进行了表征。 结果表明,氯源种类对聚异戊二烯的相对分子质量分布影响较大。 采用Nd(OiPr)3/Al(iBu)2H/Me2SiCl2催化体系可制得窄分布(MWD＜1.5)的聚异戊二烯;该体系催化异戊二烯聚合过程中,陈化温度对聚异戊二烯的MWD影响较大,在0~50 ℃陈化时,MWD可保持在1.5以下,陈化温度的进一步升高,MWD则变得很宽;同时,随陈化温度升高,聚合收率不断增加,聚合物1,4-结构含量稍有增加。     

A Novel Catalytic System—NdCl_3·HMPA/Al(i-Bu)_3 for Copolymerization of Isoprene and Styrene

Introduction Rare-earth coordination catalysts are known for their high activity and high stereospecificity in the polymerization of conjugated dienes.1-5 The copolymerization of styrene (St) with butadiene using rare earth catalyst was followed with interest soon as the rare earth coordination catalyst appeared in the early 1960s.6-14 Copolymerization of isoprene (IP) and St using coordination catalysts was reported in a few papers,10,15-18 among them only Jin et al.10 and our group18 repor…     

稀土催化制备窄分子量分布高顺式聚异戊二烯及聚合反应动力学

由稀土羧酸钕盐(Nd)、三异丁基铝(Al)、含氯活化剂(CE)及醇(OH)组成的均相稀土羧酸盐催化体系,用于异戊二烯(Ip)定向聚合,其中含氯活化剂(CE)为氯代烃(CE1)或氯代羧酸酯(CE2).研究了CE和OH的化学结构及Al用量对Ip聚合及聚异戊二烯(PIp)微观结构、分子量及分子量分布的影响,将原位全反射傅立叶红外光谱(in situ ATR-FTIR)技术应用于研究稀土催化Ip配位聚合反应过程及聚合反应动力学,采用FTIR、GPC、NMR及DSC等测试手段表征PIp的微观结构、分子量及其分布、序列分布及热性能.实验结果表明,在稀土催化异戊二烯聚合反应中,少量的CE2和OH有助于提高催化活性、降低分子量分布和提高顺式含量.聚合速率对单体浓度呈现一级动力学关系,表观增长活化能(Ea)为69.5 kJ/mol.通过调节催化剂组分配比及聚合工艺条件,可制备出顺-1,4结构含量可达98%以上、窄分子量分布(Mw/Mn=1.6～2.4)的高顺式聚异戊二烯.     

杯芳烃钕配合物均相体系催化丁二烯聚合

应用新型配体杯芳烃钕配合物与三异丁基铝以及添加Al(i-Bu)₂Cl为第三组分构成二元、三元均相催化体系催化丁二烯聚合.研究结果表明,对于杯[6,8]芳烃钕(C[n]Nd_xCl_y)/Al(i-Bu)₃/汽油体系,当n(Al)/n(Nd)=40～100,50℃时具有中等催化聚合活性,所制得聚丁二烯的粘均分子量为1×10⁵～2×10⁵,顺-1,4结构含量为89%左右,添加适量Al(i-Bu)₂Cl能提高催化活性.杯芳烃钕(C[n]Nd)构成的三元体系在n(Al)/n(Nd)=30,n(Cl)/n(Nd)=1～3时不同杯芳烃的活性次序为:C6>C4>C8     

丁二烯气相聚合的负载型稀土催化剂研究

合成了负载型稀土催化剂,并将其用于丁二烯气相聚合.研究表明,硅胶负载Nd(naph)₃-Al(i-Bu)₃-Al(i-Bu)₂Cl催化体系具有相当高的催化活性和立体定向性,其最佳组成:n(Al)/n(Nd)=40～60,n(Cl)/n(Nd)=3～7.添加适量单体丁二烯或异戊二烯,尤其是添加丁二烯,可成倍提高催化活性,随着聚合反应的进行,其速率在10min内迅速增加并达到峰值,随后降低,动力学行为属衰减型.所得聚丁二烯的分子量在几十万至百万,凝胶含量小于6%,顺-1,4结构含量达到98%左右.     

稀土-其它过渡金属混合催化剂用于共轭双烯烃的聚合——Ⅳ.(NdCl3+FeCl3)·nphen-HAI(i-Bu)2体系对异戊二烯的聚合

 本文报道由(NdCl₃+FeCl₃)·nphen-HAl(i-Bu)₂催化体系引发异戊二烯聚合的结果。在适当Nd/Pe比下,该体系对异戊二烯聚合的活性可超过单一钕或铁催化剂的活性,同时随催化剂中钕和铁含量的不同,所得产物的微观结构变化很大,当体系中钕含量由100％→0时,产物的顺-1,4结构含量由94.4％→22.1％,而3,4结构含量由5.6％→77.9％。Al/M(N=Nd+Fe)比、单体浓度和聚合温度不仅对聚合活性有影响,对产物的微观结构影响也较大。事实表明,该聚合体系中存在着两种过渡金属(Nd和Fe)活性中心,它们按各自的机理进行异戊二烯的聚合。     

环戊二烯基(或茚基)二氯化钕体系催化丁二烯聚合反应动力学

<正> 环戊二烯基(或茚基)轻烯土二氯化物C_5H_5NdCl_2·nC_4H_8O(C_5H_5为环戊二烯基、C_4H_8O为四氢呋喃、Ln代表Pr或Nd、n=0,1,2,3)、C_5H_5LnCl_2·HCl·nC_4H_8O、C_9H_7LnCl_2·nC_4H_8O和C_9H_7LnCl_2·HCl·nC_4H_8O(C_9H_7为茚基)能与烷基铝组合形成一类新型丁二烯聚合催化剂,虽然稀土催化丁二烯聚合反应动力学已有报道,但是其催化体系、聚合条件和研究方法各不相同。过去的研究多应用稳态动力学处理方法侧重于聚合速度的研究。本文的目的在于通过聚合物活性链的变化,考察C_5H_5NdCl_2·nC_4H_8O     

氯化稀土乙二醇二甲醚配合物催化丁二烯聚合

以Nd2O3、(CH3)3SiCl和乙二醇二甲醚(DME)为原料,合成了NdCl3·2DME配合物,并将其用于催化丁二烯聚合。 考察了助催化剂种类与用量、陈化温度和聚合时间对聚合的影响。 结果表明,以烷基铝与MAO共同作为助催[JP2]化剂时具有高聚合活性,而单独以烷基铝或甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂时聚合活性很低。 当n(Nd)∶n(AlR3)∶n(MAO)=1∶30∶45时,催化活性最高。 陈化温度对聚合活性、聚合物结构及相对分子质量均有较大的影响。 陈化温度过低或者过高,聚合活性、聚丁二烯cis-1,4含量和相对分子质量均降低;陈化温度为50 ℃时,具有最高聚合活性和最高cis-1,4含量。 NdCl3·2DME催化体系所得聚丁二烯的cis-1,4含量高达98.7%（IR）,而1,4-结构总含量高达99.6%（1H NMR）。     

稀土膦酸酯盐-烷基铝体系催化正辛基异氰酸酯配位聚合

报道了由稀土膦酸酯盐-烷基铝组成的催化体系在温和条件下催化正辛基异氰酸酯(n-OctNCO)的配位聚合特征. 研究发现, 以Nd(P204)3/Al(i-Bu)3组成的稀土催化体系是正辛基异氰酸酯聚合的良好催化剂. 系统考察了正辛基异氰酸酯在该催化体系下的本体、溶液聚合的聚合规律和溶液聚合反应动力学. 用1H NMR, FTIR, DSC, TGA和GPC等分析测试手段对所得到的聚合物进行了表征.     

Novel neodymium (III) isopropoxide‐methylaluminoxane catalyst for isoprene polymerization

A novel catalyst composed of neodymium (III) isopropoxide [Nd(OiPr)₃] and methylaluminoxane (MAO) was examined in isoprene polymerization. The Nd(OiPr)₃‐MAO catalyst proved to be highly effective in heptane even at low [Al]/[Nd] ratios (ca. 30) to give polyisoprene that possessed high cis‐1,4 stereoregularity (> ca. 90%), a high number‐average molecular weight (M_n ～10⁵), and relatively narrow molecular weight distributions (M_w/M_n = 1.9–2.8). The catalyst activity increased with an increasing [Al]/[Nd] ratio from 10 to 80 as well as temperature of aging and polymerization from 0 to 60 °C. The polymerization proceeded in the first order with respect to the monomer concentration. Aliphatic solvents (heptane and cyclohexane) achieved a higher yield and M_n of polymer than toluene as a solvent. The M_w/M_n ratio remained around 2.0, and the gel permeation chromatographic curve was always unimodal, indicating that this system is homogeneous and involves a single active site. The microstructure of polyisoprene was determined by IR, ¹H NMR, and ¹³C NMR. The cis‐1,4 contents of the final polymers stayed in the range of 90–92%, regardless of reaction conditions, indicating the high stability of stereospecificity of the catalyst. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part A: Polym Chem 40: 1838–1844, 2002     

碳笼烯(C_(60)/C_(70))载体钕系催化异戊二烯聚合

较系统地研究了Ｎｄ（ｎａｐｈ）３ Ｃ６０Ｘ Ａｌ（ｉ Ｂｕ）３碳笼烯钕系催化异戊二烯配位聚合的反应规律，并测定了聚合物分子量、分子量分布和微观结构．碳笼烯钕系为一均相体系．Ａｌ／Ｎｄ及Ｃｌ／Ｎｄ摩尔比对催化体系的活性、聚合物分子量都有较大的影响，活性中心的形成有很好的时间和温度的稳定性．ＰＩｐ的特性粘数［η］在２左右，分子量分布ＭＷ／Ｍｎ在３左右，均小于传统钕催化体系．ＰＩｐ的顺式含量大于９７％．     

聚合物载体-稀土金属配合物的研究IV.含亚硫酰基聚合物载体-稀土金属配合物的合成,表征及其催化活性

Styrene-2-(methylsulfinyl)ethyl methacrylate copolymer-supported MCl3 complexes, where M = La, Pr, Nd, Eu, Ho, Er, Tm, and Yb, were prepared and characterized by IR spectroscopy. The catalytic activity of the polymer-supported NdCl3-(iso-Bu)3Al system towards stereospecific polymerisation of butadiene was 2-3 times higher than that of NdCl3-(iso-Bu)3Al-DMSO system. The cis-1,4 content of polybutadiene formed was >98%.     

Stereospecific polymerization of styrene using a homogeneous lanthanide catalyst

Stereospecific polymerization of styrene was catalyzed by homogeneous neodymium phosphonate [Nd(P₅₀₇)₃]-H₂O-Al(i-Bu)₃ catalytic system. The polymer was separated into isotactic polystyrene and atactic polystyrene by extracting the latter with boiling 2-butanone. The conversion of styrene and the yield of isotactic polystyrene (IY) were influenced by the [H₂O]/[Al(i-Bu)₃] mole ratio and the solvent polarity. The reaction is first order with respect to monomer at 70°C.     

Isoprene polymerization using a neodymium phenolate pre-catalyst combined to aluminum based co-catalysts

The discrete phenolate Nd(2,6-di-tert-butyl-OC₆H₃)₃ has been assessed as pre-catalyst for the polymerization of isoprene using various aluminum based co-catalysts. In combination with MAO and MMAO in toluene, the reaction is quantitative in 1 h at 60 °C, yielding activities comparable to neodymium versatate and isopropylate in similar conditions. In contrast with the abovementioned systems, the phenolate leads to a single site catalyst species in combination with MAO and MMAO. Increasing amounts of MAO in the reactive medium lead to a decrease of the number–average molecular weight of polyisoprene, highlighting the occurrence of chain transfer between neodymium and aluminum. The polymerization is modestly 1,4-trans selective, in the range 60–75%. Using pentane as a solvent and MMAO, ultra high activities up to 3000 kg PI/mol Nd/h can be reached at room temperature, as well as 85% 1,4-cis selectivity. Ternary systems with co-catalysts based on the chlorinated AlEt₂Cl in combination with AlⁱBu₃ afford finally a 90–98% 1,4-cis stereoselective polymerization depending on the solvent used for the reaction. The SEC traces are in agreement with the presence of several active species for the latter systems.     

聚合物载体-稀土金属络合物的表征及其催化聚合共轭双烯的活性

本文采用含一定量功能团的直链碳氢共聚物作为载体,如苯乙烯-丙烯酸共聚物(SAAC),苯乙烯-2-(甲基亚硫酰基)乙基甲基丙烯酸酯共聚物(SMC)。介绍了这类聚合物载体-稀土金属络合物的合成方法,讨论了它们的红外光谱。聚合物载体-钕络合物催化剂具有很高的催化活性和定向效应.SAAC·Nd 三元体系的催化效率高达170kg聚丁二烯/gNd·小时,SMC·NdCl_3 二元体系的催化效率是小分子氯化钕二甲基亚砜络合物 NdCl_3·4DMSO的 2—3倍。聚丁二烯顺式-1,4结构含量在 98％以上。体系也适用于异戊二烯的聚合,产物顺式-1,4含量在95％左右。     

稀土Schiff碱配合物催化烷基异氰酸酯室温聚合

利用Schiff碱稀土配合物Ln（H2Salen）2Cl3·2C2H5OH与AI（i—Bu）3组成的催化体系催化烷基异氰酸酯室温聚合,详细考察了催化剂组成以及聚合条件等对烷基异氰酸酯聚合的影响,并研究了己基异氰酸酯的聚合动力学．以La、Nd、Sm和Gd四种稀土元素为代表,合成了相应的Schiff碱配合物,结果表明轻稀土体系比重稀土体系好,La的聚合活性最高．在-40℃-40℃很宽的聚合温度范围内,可以得到分子量分布窄（MWD=1．50～2．40）的高分子量聚异氰酸酯,20℃为最佳的聚合温度．己基异氰酸酯的最佳聚合条件为：[AI]／[La]=30（摩尔比）,[n-HexNCO]／[La]=100,[n—HexNCO]=3．43mol／L,甲苯溶液中20℃聚合12h,聚合物收率74．0％,聚合物黏均分子量高达73．5×10^4,数均分子量40．2×10^4,MWD=1．79．聚合动力学研究表明己基异氰酸酯聚合反应对单体浓度和催化剂浓度都是一级关系,聚合反应活化能为43．64kJ／mol．     

Schiff碱钛配合物催化n-辛基联烯聚合

采用简便的方法, 合成了Schiff碱钛配合物Ti(Salen)2Cl2[Salen为N,N-(3,5-di-tert-butylsalicylidene)anilinato]并与Al(i-Bu)3组成二元催化体系用于n-辛基联烯的聚合. 实验结果表明, 在单体与催化剂摩尔比为100, n(Al)/n(Ti)=50, 催化剂于80 ℃陈化时间1 h后, 于80 ℃本体聚合16 h得到聚n-辛基联烯, 转化率100%, 分子量Mw=1.1×105, MWD=1.77, 1,2聚合链节单元质量分数为50%.     

聚合负载三氯化钕配合物的合成及其催化活性——含硫醇和亚砜基团的配合物

合成了含—CH