烯烃配位聚合二十年

聚烯烃树脂是消费量最大的合成树脂种类,性能优异,用途广泛。二十多年来,烯烃配位聚合技术取得了突飞猛进的发展,在催化剂、聚合方法、聚合工艺方面都有重大突破。本文综述了二十多年来烯烃配位聚合的研究发展情况,包括Ziegler-Natta催化剂,茂金属催化剂,非茂金属催化剂,配位聚合机理,功能化聚烯烃的制备,原位共聚制备LLDPE,原位聚合制备纳米复合材料,活性配位聚合以及Spherizone工艺等方面的成就。     

烯烃配位聚合催化剂的研究进展

较全面地综述了配位聚合催化剂和聚合机理的研究进展:高效Ziegler-Natta催化剂催化丙烯、乙烯等烯烃高效聚合,可合成多种高性能聚烯烃,等规聚丙烯的等规度大于98.5%,不同结构和性能的聚乙烯包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(VLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、双/宽峰分布聚乙烯、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和超低密度双/宽峰分布聚乙烯等;茂金属催化剂催化苯乙烯、乙烯、丙烯、1-丁烯等烯烃的均聚合和共聚合,并概括了其聚合机理;非茂金属催化剂合成多组分、多立体结构嵌段的聚烯烃,极性聚烯烃及超支化聚烯烃等,介绍了链行走和链穿梭机理。展望了配位聚合的发展趋势,认为聚合过程的环境友好、产品使用过程的环境友好、聚烯烃的高性能化和功能化是从事配位聚合工作的全体人员努力的方向。     

非均相TiCl_4/MgCl_2型Ziegler-Natta催化剂催化烯烃配位聚合机理研究进展

非均相TiCl_4/MgCl_2型Ziegler-Natta催化剂(负载型Ziegler-Natta催化剂)因其高聚合活性、高立构选择性及低制备成本,是目前聚烯烃领域重要的工业催化剂.本文综述了负载型Ziegler-Natta催化剂催化α-烯烃(乙烯、丙烯)和共轭二烯烃(丁二烯、异戊二烯)配位聚合机理的研究进展,包括TiCl_4在MgCl_2表面的吸附、钛的烷基化与还原、烷基铝的作用、活性中心数目、活性中心价态、活性中心模型、可能活性中心结构及催化机理、给电子体作用等.最后,展望了负载型Ziegler-Natta催化剂催化烯烃聚合的机遇与挑战.     

功能化聚烯烃合成研究进展

综述了近年来在功能化聚烯烃合成领域的研究进展,包括烯烃配位共聚催化剂的研究和烯烃配位聚合与其它聚合方式联用制备功能化聚烯烃的研究进展.     

单中心催化剂用于长链α-烯烃配位聚合研究进展

聚烯烃催化剂技术是聚烯烃工业蓬勃发展的关键,开发对长链α-烯烃聚合具有高活性和高选择性的配位聚合催化剂是聚烯烃催化剂的发展方向,这类催化剂决定了聚烯烃材料可开发的广度和深度.本文综述了近年来长链α-烯烃(1-己烯、1-辛烯、1-癸烯等)配位聚合单中心催化剂的研究进展,重点介绍了以第四族过渡金属为中心的非茂金属催化剂,对...     

稀土络合催化剂的最新进展

众所周知,本世纪五十年代Ziegler-Natta催化剂的发现揭开了高分子研究领域的新篇章.三十多年来,这种催化剂不仅合成了许多新型的聚合物,而且某些品种已实现了大规模工业化生产.其中,低压聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡胶、顺丁橡胶和异戊橡胶成为重要的合成高分子材料,为世人所注目.近年来,由于各国科学工作者的共同努力,Ziegler-Natta催化剂得到了不断的发展和完善.新型载体催化剂的出现,使催化效率大为提高,新的聚合物和催化体系不断地涌现.与此同时,催化聚合机理的研究也取得新的进展.关于Ziegler-Natta催化剂发展的情况,John Boor已有专著出版,该书总结了七十年代以前Ziegler-Natta催化剂发展的概况,但对近年来载体催化剂的进展及其它新出现的催化体系没有予以     

烯烃高效催化剂及聚合与共聚合的研究

为中山大学高分子研究所烯烃配位聚合研究室在高效Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂烯烃聚合与共聚合方面部分研究工作的概述。重点叙述了催化剂的设计、过渡金属配合物配体结构及聚合条件对乙烯、丙烯、1-丁烯、丁二烯、苯乙烯等烯烃单体聚合及共聚合活性以及聚合产物结构和分子量的影响。     

分子筛负载催化剂的烯烃配位聚合反应

分子筛是由TO4(T=Al,Si或P,少数情况下是B,Ga,Be等其它原子)四面体之间通过共享顶点而形成的三维四连接骨架.烯烃配位聚合反应是一类重要的高分子化学反应,将烯烃配位聚合催化剂负载于不同结构与孔径的分子筛后,分子筛不仅能起载体的作用,调变聚合反应的动力学行为,改善聚烯烃的形态;其纳米孔道更是烯烃聚合的反应器,可以调节所得聚烯烃的分子量及其分布、加工流变性能、立构规整性和共聚物中共单体的含量.本文着重论述了分子筛负载催化剂的烯烃配位聚合反应新进展.     

聚烯烃催化剂的发展及我们的对策

评述了聚烯烃催化剂的几个重要发展阶段，讨论了Ziegler-Natta催化剂，茂金属催化剂及非茂有机金属催化剂的组成及特征，提出了我国在聚烯烃催化剂开发方面的对策。     

Ziegler-Natta催化剂的功能化及聚烯烃高性能化

介绍了Ziegler-Natta催化剂功能化的几种策略,以及其应用于聚烯烃高性能化的研究进展.Ziegler-Natta催化剂/先进聚合助剂复合策略可有效扩展Ziegler-Natta催化剂性能,其中Ziegler-Natta/ω-烯烃甲基二氯硅烷功能催化剂体系在制备长链支化/高熔体强度聚丙烯方面已显示出工业潜力,而Z...     

具有特定拓扑结构的聚烯烃高分子的合成

具有特定拓扑结构的聚合物合成一直是高分子合成化学领域的一个重要研究内容，设计和合成具有特定拓扑结构的聚烯烃高分子更是进一步发掘聚烯烃这一量大面广的通用高分子材料的性能、开拓其新的应用领域的重要手段。在催化剂和聚合方法的研究取得重要进展的基础上，近年来国际上在合成不同拓扑结构（包括嵌段、接枝、梳型和星型）的聚烯烃高分子研...     

聚烯烃合金的研究进展(Ⅰ)——聚合催化剂和聚合工艺技术进展北大核心CSCD

聚烯烃合金以其优异的综合性能,得到了日益广泛的关注和研究。本文从聚合催化剂体系和聚合工艺技术角度出发,系统地综述了聚烯烃催化剂体系的发展历程及聚烯烃合金的制备工艺技术。特别介绍了基于反应器颗粒技术的聚合工艺特点,重点关注了Spheripol工艺、Catalloy工艺、Spherizone工艺等工艺技术。以第四代Ziegler-Natta催化剂为基础的反应器颗粒技术和以复合催化剂为基础的多催化剂反应器颗粒技术是聚烯烃新材料未来的发展方向。     

聚烯烃合金的研究进展(Ⅰ)——聚合催化剂和聚合工艺技术进展

聚烯烃合金以其优异的综合性能,得到了日益广泛的关注和研究。本文从聚合催化剂体系和聚合工艺技术角度出发,系统地综述了聚烯烃催化剂体系的发展历程及聚烯烃合金的制备工艺技术。特别介绍了基于反应器颗粒技术的聚合工艺特点,重点关注了Spheripol工艺、Catalloy工艺、Spherizone工艺等工艺技术。以第四代Ziegler-Natta催化剂为基础的反应器颗粒技术和以复合催化剂为基础的多催化剂反应器颗粒技术是聚烯烃新材料未来的发展方向。     

Ziegler-Natta催化剂的载体技术研究进展

作为Ziegler-Natta催化剂的重要组成部分,载体对催化剂的性能调控和聚合物形态控制以及结构与性能等都有重要影响,载体技术的发展对Ziegler-Natta催化剂的技术进步以及聚烯烃的高性能化起到有力的推动作用。本文对近年来Ziegler-Natta催化剂载体技术的进展进行了总结,包括醇镁载体体系、MgCl2/无机盐掺杂复合载体体系、MgCl2杂化复合载体体系和纳米粒子负载体系等,并对本课题组在此领域的相关工作亦进行了简要介绍。     

铁催化剂催化1,3-二烯烃聚合的研究进展

天然橡胶的有限供应和对橡胶的高需求促进了合成橡胶的发展。金属催化的配位聚合是当今合成高规整性橡胶材料的主要途径,过渡金属铁催化剂因含量丰富、低价格、低毒性、高活性和高选择性在合成橡胶制备领域受广泛关注。本文总结了Ziegler-Natta三元铁催化剂、N,N-双齿配位、N,N,N-三齿配体配位的铁催化剂在催化1,3-二烯单体聚合中的研究进展,阐述了聚合活性、选择性、聚合物分子量及其分子量分布等催化性能与催化剂组成、结构和聚合条件等因素的关系,为高性能1,3-二烯聚合铁催化剂的设计与合成提供借鉴与思路。     

端基功能化聚烯烃的合成与应用

端基功能化聚烯烃（Cef-PO）在聚烯烃改性和构筑复杂结构聚合物方面有着重要应用。可通过控制烯烃配位聚合过程中的自发链转移反应,得到端基不饱和聚烯烃;或通过引入硼烷、磷烷、苯乙烯及其衍生物/氢气等链转移剂得到不同反应性基团封端的聚烯烃;再经进一步基团转化反应,得到多种不同性能的Cef-PO。另外,活性配位聚合过程中,通过对活性增长聚烯烃链选择性封端处理,或使用功能化的催化剂,也可以用来制备Cef-PO。通过配位链转移聚合,即聚烯烃链在催化剂金属中心和烷基金属链转移剂之间快速可逆链转移的聚合过程,可以直接得到具有高度反应活性的碳-金属键封端的聚烯烃,经化学转化得到Cef-PO。此外,叶立德活性聚合、共轭二烯烃的阴离子活性聚合和环烯烃的开环易位聚合也可以用来制备Cef-PO。向其他聚合方式（活性自由基聚合、活性阴离子聚合等）的转换及与点击化学的结合是Cef-PO应用的明显特点。Cef-PO的应用包括作为聚合物的改性剂以及用于合成具有复杂结构的聚合物。     

施光性高分子——聚(对-乙烯基-α-甲基苯甲醇)的合成

七十年代以前,旋光性高分子的研究主要着眼于聚合反应本身,即企图借助旋光性单体获得立体规整聚合物,或使用手性引发剂,Ziegler-Natta型催化剂等由潜手性单体聚合以得到旋光性高分子。近十多年来,对于旋光性高分子的兴趣逐渐转到其可能的应用方面,如用做色谱法直接拆分的手性固定相及用于不对称合成的高分子化手性试剂或催化剂等。     

聚烯烃催化剂载体硅胶研发进展

以Ziegler-Natta催化剂和茂金属催化剂为例,介绍了聚烯烃均相催化剂的负载化技术以及载体选择的影响因素,明确了载体的强度、密度、总孔容、孔分布、孔径、粒度和颗粒形状等物理性质是选择载体要考虑的主要因素。综述了聚烯烃催化剂载体硅胶的结构特征和性能特征,并对聚烯烃催化剂载体硅胶的合成机理、影响因素进行了详细介绍。此类载体硅胶比表面积280~320m2/g、堆密度0.28~0.32g/cm3、孔容1.40~1.70cm3/g、平均孔径18~22nm。建议通过开展对不同性能硅胶(如更小粒径、不同元素改性等)的研究开发,以满足不同催化剂对载体硅胶的特殊要求。     

施光性高分子——聚(对-乙烯基-α-甲基苯甲醇)的合成

七十年代以前,旋光性高分子的研究主要着眼于聚合反应本身,即企图借助旋光性单体获得立体规整聚合物,或使用手性引发剂,Ziegler-Natta型催化剂等由潜手性单体聚合以得到旋光性高分子^[1]。近十多年来,对于旋光性高分子的兴趣逐渐转到其可能的应用方面,如用做色谱法直接拆分的手性固定相及用于不对称合成的高分子化手性试剂或催化剂等。     

杯芳烃钕/二正丁基镁/六甲基磷酰胺催化4-乙烯基吡啶的均聚及其与苯乙烯的共聚

聚4-乙烯基吡啶[P（4-VP）]是一种功能高分子,由于在吡啶环上有一个碱性的氮原子,它能进一步与酸反应生成各种盐,与卤代烃生成季铵盐以及与金属离子生成配合物,可用作高分子电解质,高分子试剂,高分子功能材料等,因此有不少文献对它的合成进行了报道,合成聚4-乙烯基吡啶及其与苯乙烯（St）的共聚物,除了用丁基锂作引发剂外,过渡金属的Ziegler-Natta催化剂,以及烷基铝和烷基锌等也常被用作催化剂,但用这些催化剂催化所得的聚4-乙烯基吡啶及其与苯乙烯的共聚物产率低,分子量小。