新型聚合物载体茂金属催化剂

均相茂金属催化剂虽然有许多优点和特点,但也存在着某些不足之处,例如,不适于现在通用的气相和淤浆聚合工艺;要想达到足够的聚合活性需大量价格昂贵的MAO;相当多的均相茂金属催化剂不适于高温聚合（活性降低,分子极低）,不能很好地控制聚合物的形态,为了在工业上得到实际应用,必须将它们载体（非均相）化。通常采用的载体都是无机物,如SiO2、MgCl2、Al2O3等。由于无机载体表面具有酸性,负载茂金属催化剂活性有所降低,用聚合和作茂金属催化剂的载体很少有报道,我们研制了一种新型的聚合物载体茂金属催化剂,即可保持均相茂金属催化特点和优点,又能克服其缺点。其合成路线如下。     

茂金属催化剂的负载化

茂金属催化剂是继齐格勒-纳塔催化剂之后的新一代烯烃聚合催化剂,与多活性中心催化剂相比,这种单一活性中心类型的催化剂具有聚合活性较高、聚合物分子量分布较窄等特点。其中,负载化是茂金属催化剂实用化的重要课题,它克服了均相催化体系中聚合物形貌不可控的缺点,降低了助催化剂的用量。近些年来茂金属负载化的研究仍很活跃。本文总结了近十年来茂金属负载化的研究进展,主要对载体的形貌、载体的改性处理、茂金属催化剂的负载方法和负载化茂金属催化剂的应用进行了评述并展望了茂金属催化剂负载化的发展趋势。     

苯乙烯-4-乙烯基吡啶无规共聚物/SiO2纳米杂化材料负载茂钛催化剂的制备及苯乙烯聚合

均相茂金属催化剂的非均相化已成为高分子化学领域一个新的研究热点. 该催化剂负载于不溶性的载体上, 形成的负载型催化剂既有均相催化剂单一活性特点（如金属原子利用率及催化活性高、反应快、条件温和及分子量分布窄）, 又兼有非均相催化剂的优点（产物易于分离, 可用于淤浆聚合、气相聚合或本体聚合来制备几何形状均一的聚合物）[1]. 由于无机和有机载体都有某些特殊优点和一些弊端, 故将无机和有机载体复配, 以得到性能优越的复合载体已成为催化剂载体研究的一个重要方向.     

烷基铝对球形MgCl_2负载的茂金属催化剂催化乙烯聚合的影响

以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂的茂金属催化剂虽然具有催化活性高、分子量分布窄、聚合物化学组成均匀等优点,但其极高的Al/Zr比和聚合物颗粒形态差等缺点限制了其工业化应用,因此对茂金属催化剂的负载化成为近年来的研究热点.在众多的载体中,球形MgCl2是研究得很少的一类载体,文献中曾采用先负载主催化剂茂金属配合物,聚合时再加入助催化剂MAO的方法[1],由于加入的MAO与主催化剂的络合能力很强,会使部分载上的主催化剂溶解下来,成为均相聚合[2,3],导致聚合物颗粒形态差,且粘釜现象严重.我们则采用相反的思路,即先将助催化剂MAO负载在球形MgCl2上,制得MgCl2/MAO,在聚合前再将MgCl2/MAO与Et[Ind]2ZrCl2混合陈化,并立即在少量烷基铝活化下引发乙烯聚合[4],实验结果表明,该催化剂聚合活性高、聚合物的颗粒形态好、且不粘釜,是一种新型的载体催化剂.由于烷基铝的加入可使催化剂的活性大幅度提高,所以本文将烷基铝也称作助催化剂,来研究其对该载体催化剂催化乙烯聚合的影响.     

三氟化硼修饰载体负载茂金属催化乙烯聚合

用BF3对载体硅胶和氧化铝进行了表面修饰,考察了修饰的载体负载茂金属催化剂后催化乙烯聚合的特性.研究表明,用BF3修饰过的载体负载二氯二茂锆催化乙烯的聚合,聚合活性有较大提高,具有工业应用前景,并且提出了这一催化体系的负载机理.     

修饰Al2O3负载的烯基取代茂金属催化体系催化乙烯聚合的研究

经过十几年的研究和开发,茂金属催化剂已经有了很大的发展,部分已经工业化,同时新的茂金催化体系仍然在不断地开发出来［１～４］．均相烯烃聚合催化剂经负载后能有效地改善所得聚合物的颗粒形态,并可用于气相聚合,同时也出现了许多新的聚合特征,这方面的研究一直是烯烃聚合催化剂研究领域的一个热点［５～８］．在负载型催化剂的制备时,通常用ＭＡＯ先对载体进行处理,然后再负载茂金属,这样ＭＡＯ的用量就很大．茂环上的取代基对聚合有较大的影响,许多聚合规律仍在探索之中．尽管硼化合物作为助催化剂的茂金属催化体系已经被应用…     

茂金属催化剂的负载化

负载化是茂金属催化剂发展的一个新方向。本文系统地描述了茂金属负载化催化剂的主要制备方法;分析了活性中心的本质、结构以及生成机理;并且讨论了负载化对茂金属催化剂烯烃聚合性能的影响。     

有机/无机复合载体负载茂金属催化剂的制备和乙烯聚合

苯乙烯/丙烯酰胺共聚物;SiO2载体;有机/无机复合载体负载茂金属催化剂的制备和乙烯聚合     

α-Ti(HPO_4)_2负载型茂金属催化剂的合成及其催化乙烯聚合性能

将茂金属催化剂Cp_2ZrCl_2负载在层状材料α-Ti(HPO_4)_2上,研究了负载型茂金属催化剂α-Ti(HPO_4)_2/MAO/Cp_2ZrCl_2对乙烯的聚合行为,并将其与以硅胶为载体的负载型茂金属催化剂SiO_2/MAO/Cp_2ZrCl_2的催化性能及MAO/Cp_2ZrCl_2的均相催化性能相比较.结果发现,在相同聚合条件下,α-Ti(HPO_4)_2/MAO/Cp_2ZrCl_2对乙烯的聚合催化活性更高,且聚合产物的相对分子质量更高.α-Ti(HPO_4)_2具有作为茂金属催化剂载体的潜在应用价值.     

二氧化硅负载[C5Me5]2SmMe(THF)引发甲基丙烯酸甲酯聚合

近年来 ,有许多文献报道茂金属催化剂的负载化及其在烯烃聚合中的应用 ,这对发展新型茂金属催化剂和开发新型高分子材料有重要意义 [1,2 ] .我们 [3]曾报道壳聚糖负载稀土催化剂用于甲基丙烯酸甲酯的配位聚合有优良性能 .以五甲基环戊二烯为配体的有机稀土配合物 ,如 [Sm H( C5Me5) ]2 ,[C5Me5]Ln Me( THF) ( Ln=Sm,Yb)等在甲苯中单组分引发甲基丙烯酸甲酯聚合及内酯开环聚合具有许多优异性能[4 ,5] ,但是经负载化的该类催化剂的聚合性能尚未见报道 .本文报道将 [C5Me5]2 Sm Me·( THF)负载于二氧化硅 ,引发甲基丙烯酸甲酯聚合的结…     

丙烯聚合催化剂的研究进展

自从上个世纪五十年代发现Ziegler-Natta催化剂以来，对丙烯定向聚合的研究一直没有中断过．五十年来，聚丙烯催化剂从低活性、低规整性的第一代TiCl3催化剂已经发展到了第四代超高活性和高定向性的球形大颗粒催化剂，近年来又发现茂金属是有效的丙烯聚合催化剂．茂金属有清晰的组成和立体结构，这为研究结构和性能的关系带来了方便，因而在学术界和企业界引起了新一轮对聚丙烯合成研究的兴趣．本文对负载型经典Ziegler-Natta催化体系和茂金属催化体系催化丙烯聚合的研究进展作一个综述．     

负载型烯烃聚合催化剂合成的新方法

介绍了负载型烯烃聚合催化剂合成的新方法,探讨了不同载体负载的Ziegler- Natta催化剂各组分之间的相互作用机理及活性中心的形成途径。对负载茂金属催 化剂的新型载体及新的负载方法进行了评述。     

α-Ti(HPO_4)_2微球负载型催化剂的合成及其烯烃聚合催化性能（英文）

2种茂金属催化剂及1种后过渡金属催化剂分别被固载于经过甲基铝氧烷处理后的α-Ti(HPO_4)_2微球表面,制备得到3种微球负载型催化剂。在烯烃聚合反应过程中,3种负载型催化剂均表现出比硅胶负载型催化剂更高的催化活性。2种茂金属负载型催化剂在乙烯、丙烯聚合反应中的活性分别高达6.8×10~7 gPE·(molZr·h)~(-1)和5.0×10~7 gPP·(molZr·h)~(-1),所产生的烯烃聚合产物分子量分布较窄(Mw/Mn2.3),表现出良好的单中心催化特性,而且丙烯聚合产物的等规度高达96.5%。负载型后过渡金属催化剂在乙烯聚合反应中的活性稍低,但也能够达到8.3×10~6 gPE·(molFe·h)~(-1)。3种负载型催化剂催化烯烃聚合产物均成微球型,能够很好地复制载体的形貌。     

聚丙烯接枝马来酸酐/SiO_2复合载体型钛催化剂及其聚乙烯的形态研究

扫描电子显微镜(SEM)是研究材料形态、形貌的强有力工具,并广泛用于载体催化剂的研究[1～4].在工业化的烯烃聚合催化剂中,通常需要首先进行负载化,由于无机和有机载体各自具有特殊的优点并存在一些不利因素,如何利用不同类型载体进行复配获得性能优良的复合载体,已成为烯烃聚合催化剂载体化研究的一个重要方向.本工作合成了聚丙烯接枝马来酸酐(PMA)/SiO2复合载体,负载了TiCl4作为烯烃聚合催化剂,既可以避免由纯无机物为载体而引入过多的无机灰分,又能克服仅用聚合物为载体而造成的负载率不高的缺点,同时保持了无机载体固有的刚性和聚合物载体官能团多分布性的特点.该类复合载体制备工艺简单,原料易得,成本较低.为获得复合载体化催化剂形态及其对聚合产物形态影响的信息,我们采用扫描电子显微镜(SEM)跟踪催化剂和聚合物的形态,本文将报道该研究的初步结果.     

茂金属聚合催化剂的研究现状

198 0年德国汉堡大学的化学家 Sinn等[1] 发现了烯烃聚合用的茂金属催化剂 .茂金属催化剂为两个环戊二烯中间夹有过渡金属如 Zr、Hf、Ti等的具有三明治结构的有机金属化合物 .茂金属催化剂与传统的多相 Ziegler- Natta催化剂相比 ,具有可溶且聚合活性物种单一 ,对乙烯等烯烃的聚合活性高 ,高分子产物的分子量及组成分布窄等特点 .选择不同的茂金属催化剂 ,可获得所需立构规整性的高分子物 ,除能获得全同立构的聚烯烃外 ,还可获得由 Ziegler- Natta催化剂不能合成的间规立构聚烯烃 ,如聚苯乙烯 [2 ]与聚丙烯 [3 ] .由 Ziegler- Natta催化…     

载体茂金属用于原位聚合反应制备LLDPE研究

以Ti(OR) 4为二聚催化剂 ,以载体茂金属催化剂为共聚合催化剂 ,以烷基铝为唯一助催化剂 ,在乙烯为聚合单体的条件下原位聚合制备LLDPE ,成功地解决了两种催化剂之间的相互干扰的问题 ,该催化剂体系具有聚合活性高 ,所得聚合物密度低 ,聚合物形态可调节等优点     

MgCl_2/AlEt_n(OEt)_(3-n)负载单茂钛催化剂催化乙烯聚合研究

以MgCl2/AlEtn(OEt)3-n为载体,分别负载五甲基茂基三氯化钛(Cp*TiCl3)和五甲基茂基三苄氧基钛(Cp*Ti(OBz)3),得到两种负载催化剂,在较廉价的AlEt2Cl为助催化剂常压下可以高效地催化乙烯聚合.报道了载体的制备、聚合条件(不同的烷基铝助催化剂、聚合温度、铝钛摩尔比)对催化剂的聚合行为以及聚合物结构的影响.研究结果表明,两种负载催化体系对乙烯聚合具有较高的催化活性,可达105g PE/(molTi·h)数量级,所得聚乙烯的黏均分子量在105以上.经过13C-NMR和DSC分析,两种负载催化剂得到的均为线型聚乙烯.与均相催化剂相比,负载后的单茂钛催化体系的聚合反应动力学表现高效而平稳.这表明载体的微孔结构使活性中心得到了有效的分散,有效地提高了催化剂的活性,同时载体的受限空间有效抑制了聚乙烯增长链的β-H消除反应.     

有机-无机复合载体茂锆催化剂的制备及乙烯聚合

合成了组成为聚(4-乙烯基吡啶)-硅胶(SAV)的有机-无机复合载体茂锆催化剂,并用固体13C-NMR谱、元素分析(EA)、光电子能谱(XPS)等方法进行了表征.发现由SAV负载的茂锆催化剂可在相对较低的甲基铝氧烷(Al/Zr=600)用量下聚合乙烯.其活性(1.12×103kg PE/mol Zr.h)远高于SiO2负载的茂锆催化剂(0.22×103kg PE/mol Zr.h).     

C1桥联的茂金属化合物(Cp)CR1R2(Flu)MCl2的合成及其催化烯烃聚合活性

合成了6种单碳桥联的含芴(Flu)茂(Cp)基B族茂金属催化剂,研究了它们催化烯烃聚合的能力.通过IR,¹HNMR,EI-MS和元素分析对化合物进行了表征.用所合成的茂金属化合物与MAO所组成的催化体系对乙烯、丙烯的聚合进行了研究.其中金属为Ti的催化剂没有聚合活性或活性极低.金属为Zr的催化剂有一定的催化活性,用不同的催化剂得到的聚合物性质有一定的差异.     

茂金属催化乙酸与丁醇酯化反应

以二茂铁、二茂钛、二茂锆和取代茂锆为催化剂用于催化酯化合成乙酸丁酯, 探讨了不同茂金属、反应时间和催化剂用量对反应性能的影响. 结果表明, 低含量的茂金属就可高效催化酯化反应. 当催化剂为二茂钛, 其含量为 0.049%(摩尔比)时, 反应 30 min 产物乙酸丁酯的分离收率达到 90%, 纯度达到 98%. 以 400 目不同温度活化的硅胶为载体, 考察了负载二茂锆催化剂的性能. 当硅胶在 400 ℃ 焙烧 4.0 h, 负载二茂锆催化剂用量为 Zr/丁醇 = 0.487% (摩尔比), 反应后乙酸丁酯收率为 90.6%, TOF = 318 h-1. 该反应的产物后处理不需要用水洗涤, 无废水排出, 催化剂易回收利用, 是一个绿色的反应过程.