"一锅法"N-(2-苯甲酰胺苯基)-水杨醛亚胺/TiCl4·2THF催化乙烯聚合

报道了4个含苯甲酰胺取代的水杨醛亚胺配体: N-(2-苯甲酰胺苯基)-水杨醛亚胺(L1)、 N-(2-苯甲酰胺苯基)-3-甲基水杨醛亚胺(L2)、 N-(2-苯甲酰胺苯基)-3-叔丁基水杨醛亚胺(L3)和N-(2-苯甲酰胺苯基)-3,5-二溴水杨醛亚胺(L4)的合成, 采用 ¹H NMR和HRMS对其结构进行了表征. 在助催化剂甲基铝氧烷(MAO)作用下, 以L3与TiCl₄·2THF为模型催化体系, 在最佳陈化条件(陈化温度为25 ℃, 陈化时间为30 min, 配体与TiCl₄·2THF的摩尔比3∶1)下, 考察了L1~L4/TiCl₄·2THF催化体系Al/Ti摩尔比、 反应时间、 反应温度和聚合压力, 以及配体结构等对乙烯聚合的影响. 结果表明, 随着在水杨醛骨架上氧原子邻位取代基位阻的增大, 催化体系的活性及所得聚乙烯的分子量均有增加, 其中以L3的催化活性最高, 达到224 kg PE/(mol Ti?h). 采用高温 ¹H NMR, ¹³C NMR, GPC-IR和DSC等对由不同配体L1~L4/TiCl₄·2THF得到的聚乙烯样品的微观结构与热性能进行了分析与表征, 结果显示样品为线性高密度聚乙烯, M_n=5.9×10 ⁴~11.9×10 ⁴, 分子量分布(PDI)为21.9~72.1.     

聚合物-溶剂相互作用参数研究

根据液体混合的通用Gibbs自由能模型,导得了一个能满意地描述高分子溶液中聚合物-溶剂相互作用参数随浓度和温度变化的方程。它由焓贡献和熵贡献两部分组成,在形式上与Koningsveld-Kleintijen关系式相同,但它的熵贡献是浓度的复杂函数,而不象Koningsveld建议的是一个随意的常数。该方程能够很好地解释高分子溶液的某些特性。     

二(β-羟亚胺)二氯化钛配合物的合成及催化乙烯聚合

报道了3个β-羟亚胺配体(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂CH(Ph)OH(1a), (2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C·(Ph)CH₂C(Ph)₂OH(1b)和(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(C₁₂H₈)OH(1c)及其二(β-羟亚胺)二氯化钛配合物[(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂CH(Ph)O]₂TiCl₂(2a), [(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(Ph)₂O]₂·TiCl₂(2b)和[(2,6-^emPr₂C₆H₃)N＝C(Ph)CH₂C(C₁₂H₈)O]₂TiCl₂(2c)的合成, 并对其结构进行了表征. 在助催化剂甲基铝氧烷(MAO)作用下, 以化合物2b为主催化剂, 研究了Al/Ti摩尔比、 反应时间、 温度和聚合压力等对乙烯聚合的影响, 发现该催化体系在较宽的反应条件下均可得到很高分子量的聚乙烯, 熔点均在140℃左右. 以化合物2a~2c为主催化剂对乙烯进行催化聚合, 发现在β碳位上取代基的立体位阻对催化剂活性有很大影响. 当化合物2b上引入2个苯基取代基时, 催化剂显示出最佳催化活性.     

α-二亚胺镍(Ⅱ)催化甲基丙烯酸甲酯聚合

以4种不同结构的α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂[(t-Bu)—N CH—CH N—(t-Bu)]NiBr2(C1),[C6H5—N C(Me)—C(Me)N—C6H5]NiBr2(C2),[(2,6-C6H3(Me)2)—N C(Me)—C·(Me)N—(2,6-C6H3(Me)2)]NiBr2(C3)和[(2,6-C6H3(i-Pr)2)—N C(An)—C(An)N—(2,6-C6H3(i-Pr)2)]NiBr2(An=acenaphthyl)(C4),在甲基铝氧烷(MAO)作用下,对甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行催化聚合.以C2为模型催化剂系统研究了Al/Ni摩尔比、单体浓度、聚合温度、聚合时间和反应溶剂对催化活性及聚合物分子量的影响.在较适合的聚合条件(催化剂用量为1.6μmol,Al/Ni摩尔比为800,MMA浓度为2.9 mol/L,甲苯为溶剂,聚合温度为60℃,聚合时间为4 h)下,讨论了催化剂结构对催化活性和聚合物分子量的影响.研究发现,催化剂C1~C3催化MMA聚合均得到富含间规结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA).催化剂结构中空间位阻增大导致催化活性降低,空间位阻最小的C1催化活性最高[达107.8 kg/(mol Ni·h)];而空间位阻最大的C4催化活性仅为7.8 kg/(mol Ni·h).催化剂结构中给电子效应增加有利于催化活性及聚合物分子量的增加.C2催化活性为62.5 kg/(mol Ni·h),所得聚合物的分子量为5.0×104;而具有较强给电子效应的C3催化活性达到96.9 kg/(mol Ni·h),并得到更高分子量的聚合物(7.6×104).     

乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物结构的~1H NMR和~(13)C NMR表征

采用核磁共振(1H NMR、13C NMR)技术对由双[N-(2,6-二异丙基苯基)-3-异丙基水杨醛亚胺]镍(Ⅱ)配合物/甲基铝氧烷(Methylaluminoxane,MAO)催化乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚得到的共聚物(EMMA-a)的微观结构和组成进行了详细的分析与表征,同时对自由基聚合制得的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA-b)作了相应的分析与表征。通过1H NMR数据,计算得到两种共聚物样品中共聚单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的插入率分别为14.10%和10.26%(摩尔百分数)。基于13C NMR数据,分析比较了由配位共聚与自由基共聚所得共聚物样品在微观结构上的区别,结果发现,在共聚物的乙烯链段部分,由配位共聚得到的共聚物样品EMMA-a主要含有甲基型支链,而由自由基共聚所得共聚物样品EMMA-b具有长链型支链。另外,在共聚物的MMA链节部分,EMMA-a中的MMA单元的羰基(C‖O)碳的化学位移为177.27,而EMMA-b中的MMA单元的羰基(C‖O)碳的化学位移为175.96。     

α-二亚胺镍(Ⅱ)催化甲基丙烯酸甲酯聚合

以4种不同结构的α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂[(t-Bu)—N CH—CH N—(t-Bu)]NiBr₂(C1), [C₆H₅—N C(Me)—C(Me) N—C₆H₅]NiBr₂(C2), [(2,6-C₆H₃(Me)₂)—N C(Me)—C·(Me) N—(2,6-C₆H₃(Me)₂)]NiBr₂(C3)和[(2,6-C₆H₃(i-Pr)₂)—N C(An)—C(An) N—(2,6-C₆H₃(i-Pr)₂)]NiBr₂(An=acenaphthyl)(C4), 在甲基铝氧烷(MAO)作用下, 对甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行催化聚合. 以C2为模型催化剂系统研究了Al/Ni摩尔比、 单体浓度、 聚合温度、 聚合时间和反应溶剂对催化活性及聚合物分子量的影响. 在较适合的聚合条件(催化剂用量为1.6 μmol, Al/Ni摩尔比为800, MMA浓度为2.9 mol/L, 甲苯为溶剂, 聚合温度为 60 ℃, 聚合时间为4 h)下, 讨论了催化剂结构对催化活性和聚合物分子量的影响. 研究发现, 催化剂C1~C3催化MMA聚合均得到富含间规结构的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA). 催化剂结构中空间位阻增大导致催化活性降低, 空间位阻最小的 C1催化活性最高[达107.8 kg/(mol Ni·h)]; 而空间位阻最大的C4催化活性仅为7.8 kg/(mol Ni·h). 催化剂结构中给电子效应增加有利于催化活性及聚合物分子量的增加. C2催化活性为62.5 kg/(mol Ni·h), 所得聚合物的分子量为5.0×10⁴; 而具有较强给电子效应的C3催化活性达到96.9 kg/(mol Ni·h), 并得到更高分子量的聚合物(7.6×10⁴).     

水杨醛亚胺镍配合物催化乙烯与甲基丙烯酸甲酯的共聚反应

以4种基于水杨醛亚胺配体的镍配合物bis[N-(2,6-diisopropylphenyl)salicylaldiminate]-nickel(Ⅱ)(C1), bis[N-(2,6-diisopropylphenyl)-3-methylsalicylaldiminate]-nickel(Ⅱ)(C2), bis[N-(2,6-diisopropylphenyl)-3-isopropylsalicylaldiminate]-nickel(Ⅱ)(C3)和[N-(2,6-diisopropylphenyl)-3-isopropylsalicylaldiminate]-nickel(Ph)(PPh₃)(C4)为催化剂, 在甲基铝氧烷(MAO)作用下, 对乙烯与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行催化共聚. 以C3为模型催化剂, 研究了Al/Ni摩尔比、 聚合温度、 聚合时间等对共聚反应的影响. 在最佳的聚合条件下, 探索了不同的催化剂结构对共聚反应的影响. 结果表明, 对于双(水杨醛亚胺)镍配合物, C2的活性高于C1和C3, 为13.1 kg/(mol Ni·h), 而C3的插入率最低, 为14.1%. 对于具有相同配体不同结构的配合物C3和C4, 含双水杨醛亚胺配体的C3的催化活性高于含单水杨醛亚胺配体的C4, 而两者在共聚单体MMA的插入率方面差别不大. 对所得共聚物微观结构和热性能进行了表征.     

支化聚乙烯的合成及结构与性能

以[ArNC(An)-C(An)NAr]NiBr₂[An=acenaphthyl, Ar=2,6-C₆H₃(ⁱPr)₂]为主催化剂, 以改性甲基铝氧烷(MMAO)和常规的甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂, 研究了压力、 温度和时间等条件对乙烯聚合制备支化聚乙烯的影响, 采用高温核磁、 高温凝胶渗透色谱(GPC)及差示扫描量热仪(DSC)等对所得的聚乙烯结构进行表征. 研究发现, 以MMAO为助催化剂时, 催化活性比以MAO为助催化剂时高约1个数量级, 达到10⁷ g/(mol Ni·h); 所得聚乙烯的支化度为(45~64)/1000C, 而以MAO为助催化剂时所得聚乙烯的支化度达(82~88)/1000C. 对支化聚乙烯的力学性能进行了分析, 并与低密度聚乙烯(LDPE)和二元乙丙橡胶(EPM)进行比较. 结果表明, 支化聚乙烯拉伸强度达27.90 MPa, 比LDPE(14.40 MPa)和EPM(5.44 MPa)高, 但支化聚乙烯的弹性模量仅为2.10 MPa, 与EPM(2.11 MPa)相近; 支化聚乙烯的断裂伸长率为774.6%, 略高于LDPE的断裂伸长率(725.6%), 比EPM的断裂伸长率(1770.1%)低.     

Theoretical calculation and experiment of microwave electromagnetic property of Ni(C) nanocapsules

With the combination of the dielectric loss of the carbon layer with the magnetic loss of the ferromagnetic metal core,carbon-coated nickel Ni(C) nanoparticles are expected to be the promising microwave absorbers. Microwave electromagnetic parameters and reflection loss in a frequency range of 2 GHz–18 GHz for paraffin-Ni(C) composites are investigated.The values of relative complex permittivity and permeability, the dielectric and magnetic loss tangent of paraffin-Ni(C) composites are measured, respectively, when the weight ratios of Ni(C) nanoparticles are equal to 10 wt%, 40 wt%, 50 wt%,70 wt%, and 80 wt% in paraffin-Ni(C) composites. The results reveal that Ni(C) nanoparticles exhibit a peak of magnetic loss at about 13 GHz, suggesting that magnetic loss and a natural resonance could be found at that frequency. Based on the measured complex permittivity and permeability, the reflection losses of paraffin-Ni(C) composites with different weight ratios of Ni(C) nanoparticles and coating thickness values are simulated according to the transmission line theory. An excellent microwave absorption is obtained. To be proved by the experimental results, the reflection loss of composite with a coating thickness of 2 mm is measured by the Arch method. The results indicate that the maximum reflection loss reaches-26.73 d B at 12.7 GHz, and below-10 d B, the bandwidth is about 4 GHz. The fact that the measured absorption position is consistent with the calculated results suggests that a good electromagnetic match and a strong microwave absorption can be established in Ni(C) nanoparticles. The excellent Ni(C) microwave absorber is prepared by choosing an optimum layer number and the weight ratio of Ni(C) nanoparticles in paraffin-Ni(C) composites.