密度泛函理论研究聚烯烃催化剂取代基电子效应与催化活性的关系

 采用密度泛函 BP/DNP 优化了五组 (每组化合物具有相同的框架结构和不同电子效应的取代基) 共 18 个最受关注的烯烃配位聚合催化剂, 分别计算了每个化合物中心金属上的 Hirshfeld、Mulliken 和 QEq 电荷, 中心金属的 Fukui 指数以及化合物的 HOMO 和 LUMO 能量值, 然后将这些结构参数和配合物催化乙烯聚合的活性相关联. 结果发现, 中心金属的 QEq 电荷能正确反映取代基的电子效应, 且与化合物的 HOMO 以及 LUMO 能量值与催化活性之间有良好的相关性, 可用来预测催化剂活性; 而 Hirshfeld 和 Mulliken 电荷不能正确反映取代基的电子效应, 不适合计算这些化合物的中心金属电荷. 中心金属的 Fukui 指数受取代基电子效应影响较小, 和催化剂活性之间的相关性不明显.     

利用混合溶剂消除ATRP反应制备多臂星形聚合物的凝胶现象

研究了带有苄氯基团的超支化聚苯乙烯引发苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯的ATRP反应的动力学,在良溶剂氯苯中,该反应很容易发生凝胶.如果在氯苯溶剂中反应一段时间后,加入1,4-二氧六环作为不良溶剂,则能有效阻止凝胶反应,最终得到分子量超过百万的星形聚合物.     

酚硝酮为配体的锆催化剂合成与表征及催化乙烯聚合的研究

以水杨醛与苯基羟胺缩合制备的酚硝酮为配体制备了Zr的配合物,采用IR、NMR、元素分析、质谱等表征手段对酚硝酮配体以及催化剂的结构进行了表征.研究了以酚硝酮为配体的Zr的配合物与MAO组成的催化体系催化乙烯聚合的行为.研究结果表明,该催化剂乙烯均聚活性较高且具有较好的耐温性,乙烯均聚的活性大于106g/(molZr·h),催化剂的活性随着温度的升高有较大幅度的提高且在100℃条件下活性仍无明显衰减.另外,采用凝胶渗透色谱以及示差扫描量热法对制备的一系列聚乙烯的分子量、分子量分布以及热性能进行了表征,催化得到的聚乙烯分子量可达到105,熔点在132℃左右.     

超支化聚合物制备方法的研究进展

超支化聚合物是一类可以通过一步法来合成的具有高度支化结构的体型大分子.经过二十年的研究,超支化聚合物由于其独特的结构和性能特点以及可实现规模化生产的特点, 已经迅速成为一类重要的和具有广阔应用潜力的高分子材料.本文从单体类型的角度介绍了超支化聚合物的主要制备方法及其发展历程,主要涉及ABx型,AB*型,A2 B3型以及潜在ABx型单体(包括开环聚合和偶合单体法)等,同时论述了各制备方法的优点和局限性 .     

用苯氧基亚胺型ⅣB族催化剂制备高附加值聚烯烃材料

苯氧基亚胺型前过渡金属烯烃聚合催化剂是近年来发展起来的一种非茂前过渡金属烯烃聚合催化剂。该类催化剂由于具有催化烯烃聚合活性高、结构可调性强、制备的聚合物可控性好等特点,受到了广泛的关注。本文综述了此类催化剂的设计合成,介绍了FI主催化剂上不同取代基对催化剂活性、分子量的影响以及采用不同助催化剂条件时催化剂表现出来的特殊性能,重点介绍通过调节配体上取代基、助催化剂以制备不同种类的高附加值聚烯烃材料。     

聚甲醛合成的研究进展

从聚甲醛的制备出发,综述了引发剂、共聚单体的研究成果,进而概述了聚甲醛的结构以及性能方面的研究进展。重点强调了聚甲醛的高性能化研究,即在合成过程中通过共聚单体来引入侧基,以改善聚甲醛的韧性、热稳定性等性能。通过优化共聚单体的分子结构,调节共聚单体的含量来合成高性能化的聚甲醛树脂,以适应高速、高温、高压的工作环境。     

用于烯烃与(甲基)丙烯酸甲酯配位共聚的非茂后过渡催化剂研究进展

非茂后过渡金属催化剂因其良好的耐杂原子能力在催化烯烃和极性单体共聚合方面表现出很好的特性,并具有潜在的工业应用前景。本文综述了近年来Fe、Co、Ni、Pd、Cu等非茂后过渡金属催化剂催化乙烯、丙烯与(甲基)丙烯酸甲酯配位共聚的研究状况,重点介绍了Fe、Co、Ni、Pd为中心金属的非茂后过渡金属催化剂的结构对乙烯、丙烯与(甲基)丙烯酸甲酯配位共聚的催化活性和所得共聚物分子量的影响,并强调了设计新型配体是开发新型非茂后过渡金属催化剂的一种重要途径。     

硅烷类外给电子体的取代基变化对丙烯聚合影响的研究

合成了2种新型硅烷化合物双环己基二甲氧基硅烷(Donor-H)、双哌啶二甲氧基硅烷(Donor-Py),将其与工业化的环己基甲基二甲氧基硅烷(Donor-C)分别作为外给电子体,用于MgCl2负载的Ziegler-Natta催化剂催化丙烯聚合,通过DSC、GPC、SSA和13C-NMR等分析手段研究了3种外给电子体取代基的变化对催化剂的催化活性、氢调敏感性、聚丙烯的等规度、分子量分布、结晶能力、等规序列分布的影响.结果表明,随着外给电子体取代基体积的增大,外给电子体的给电子能力逐渐增强.与Donor-C相比,随着外给电子体取代基体积的增大,合成的具有较大取代基的Donor-H和Donor-Py用于丙烯聚合时都表现优异的催化性能,特别是新型含有N杂原子的氨基硅烷类Donor-Py为外给电子体的催化剂的催化活性和制备的聚丙烯的等规度最高,聚丙烯的熔融指数可调范围最宽,结晶能力更强.氨基硅烷类Donor-Py制备的聚丙烯SSA热分级后的高等规组分含量最多,可高达64.5%,聚丙烯等规序列长度最长,聚丙烯的等规序列分布最窄,而且13C-NMR结果也表明聚丙烯等规序列长度MSL最长,聚丙烯的分子链最规整.     

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。     

C/N型复合外给电子体对聚丙烯热性能和链结构的影响

利用SSA和13 C-NMR技术研究了Donor-C和Donor-N复配的外给电子体(C/N型复合外给电子体)对聚丙烯的热性能及分子链中的等规序列长度的影响。研究发现,在丙烯聚合中加入C/N型复合外给电子体不仅可以提高催化剂的催化性能,而且可以对制备的聚丙烯链的微观结构产生重要的影响。随着Donor-C在C/N型复合外给电子体中含量的升高,SSA结果表明,聚丙烯的结晶能力逐渐增强,分子链中的各等规序列长度逐渐变长;13 C-NMR结果表明,分子链的平均序列长度也随着Donor-C在C/N型复合外给电子体中含量逐渐升高而增加。