我国茂金属催化剂及其聚烯烃研究开发进程

本文在简述茂金属催化剂特性和预测国内外茂金属聚烯烃生产能力、需求的基础上,报道了我国近年来茂金属催化剂及其聚烯烃的开发进程,包括茂金属催化剂的开发,茂金属催化烯烃聚合的研究以及茂金属基聚烯烃树脂的结构表征及品牌开发     

含氮杂茂配体的类茂配合物NpCpTiCl_2催化乙烯聚合研究

茂金属催化烯烃聚合时不仅须大量甲基铝氧烷(MAO)作助催化剂,而且其稳定性较差,结构修饰困难,这都一定程度上限制了茂金属催化剂的发展.近几年来,将非环戊二烯类配体与IVB 族金属作用形成的配合物应用于催化烯烃聚合的研究大量出现[1],其中非环戊二烯配体有脒化物[2,3]、酰胺基[4,5]、NFDA3唑啉[6]、卟啉[7 ]、烷氧基[8]、芳氧基[9～11]、和β-二酮[12,13]、8-羟基喹啉[14～16]等.这些非茂配合物均可催化乙烯或丙烯聚合,但活性都较低.我们曾制备了含配位原子为氧或氮的非环戊二烯基配体的半茂配合物,即茂金属中一个环戊二烯基配体被非环戊二烯基配体取代,使金属中心与一个茂和一个非茂配体配位而形成的桥连或非桥连型的配合物[17,18].这类配合物不仅稳定性好,而且消耗的助催化剂量较少,活性高,对所得聚合物的结构有一定的控制作用.桥连型半茂配合物以“限制几何构型”催化剂为代表[16,19～20 ],非桥连型半茂配合物的报道较少,如CpTi(OiPr)Me2和CpTi(OAr)X2 [21 ,22].我们选择氮杂茂类配体为非环戊二烯阴离子配体,氮杂茂环以一价阴离子的形式与金属中心钛配位,与另一个环戊二烯阴离子形成类茂型配合物.这种类茂配合物易于制备, 稳定性好,而且消耗的助催化剂量较小.     

含8-羟基喹啉类配体的新型钛配合物[O,N]CpTiCl2的合成及其催化乙烯聚合研究

茂金属催化烯烃聚合的活性中心被认为是14电子结构的金属阳离子配合物[Cp2MR] +(R为烷基 ),并且金属中心的Lewis酸性和周围茂配体的空间构型对其催化活性及聚合产物的结构有直接的影响[1,2].然而,茂金属须大量MAO存在下才能显示高活性,并且其稳定性较差,这都一定程度上限制了茂金属催化剂的实际应用.近几年来,将含非环戊二烯基配体的金属配合物应用于烯烃均相聚合的研究大量出现[3],其中非环戊二烯基配体有含氮化合物 [4～9]和含氧化合物[10～15]等,这些非茂配合物可催化乙烯或丙烯聚合,但活性一般较低 .     

(二苯甲酰甲烷基)(环戊二烯基)二氯化钛/MgCl2-SiO2/MAO中各组分对乙烯聚合的影响

研究开发了一种新型非茂负载乙烯聚合催化剂 CpTi(dbm)Cl2 MgCl2 SiO2 MAO ,并考察了该催化剂中各组分对乙烯聚合活性的影响 .结果表明 ,SiO2 不仅可以改善催化剂的流动性和分散性 ,还有益于提高催化活性 .MgCl2 对活性中心有一定化学改性作用 ;MgCl2 、SiO2 和CpTi(dbm)Cl2 的比例的变化对载体型催化剂的催化活性有一定影响作用 ;采用适量的MAO对复合载体MgCl2 SiO2 活化 ,能提高催化活性 .用ZnCl2 MAO对SiO2处理制成的复合载体催化剂CpTi(dbm)Cl2 MgCl2 ZnCl2 SiO2 MAO ,可以提高催化活性 ,“锌调”作用明显 ,随着锌化合物含量的增加 ,聚合物相对分子质量下降 ,相对分子质量分布加宽 ,并且其催化活性也增加 .     

β-二酮-茂基二氯化钛/MAO催化体系用于苯乙烯间规聚合

制备了 β 二酮类配体 [O ,O]的茂基二氯化钛配合物CpTi(dbm)Cl2 .实验证明 ,这类配合物在助催化剂甲基铝氧烷MAO作用下 ,可催化苯乙烯间规聚合 .显示较高的活性 (10 7× 10 5gPS molTi·h) .所得聚合物具有较高的间规度 .CpTi(dbm)Cl2 MAO体系催化活性随铝 钛比的增加呈上升而后衰减 ,当铝 钛比为 5 0 0左右时活性最高 ;聚合温度较高时会导致催化活性下降 .对聚合物进行了1 3C NMR表征     

乙酰基萘酚钛配合物[O,O]_nTiCl_(4-n)的合成、负载及催化乙烯聚合反应的研究

合成一类新型非茂钛 乙酰基萘酚钛配合物 [O ,O]nTiCl4 n,该系列催化剂可在较温和的条件下催化乙烯聚合 ,其催化活性在 10 4gPE (molTi·h)左右 ;由于配合物在溶剂中存在缔合现象 ,是导致活性降低和产物分子量分布加宽 .通过将乙酰基萘酚钛配合物 [O ,O]nTiCl4 n负载到MgCl2 上 ,可以大大提高催化活性 ,使之达到 10 6 gPE (molTi·h)以上 .负载后的催化剂反应平稳 ,寿命较长 .而且反应的铝钛比较低 ,并可以使用烷基铝作助催化剂 .负载催化剂所得的聚合物分子量要高于均相所得聚合物分子量 ,且分子量分布变窄 .用粉末X 衍射考察了负载催化剂的结构 .通过X 射线光电子能谱的分析 ,考察负载前后钛、镁、氯元素的电子结合能变化对催化乙烯聚合活性的影响 .     

海流动力学的发展

地球上大规模的海水环流,因与国民经济及国防有着密切的关系,且为决定海洋中其他物质运动的基本因素,日益被人们所重视。因此,研究海洋环流本质的海流动力学,在近代便有了迅速的发展。海水在一定的动力(风力和热力)的驱动下,借水平的和垂直的流动,在海洋中完成一个纵横上下错综复杂的环流。在大洋上层的内部,环流基本为纬向,表现为赤道流、北太平洋流等;在西部则强化为湾流、黑潮等而为子午向;而在北大西洋和威德尔海的深处,海水下沉,又在大洋下层的内部垂直上升,穿过温跃层而回到大洋的上层。因此,近代海流动力学的研究多集中于以下四个方面。      

茂金属催化剂负载对丙烯间规聚合的影响

茂金属催化剂具有活性高、定向性好的特点 .采用茂金属催化剂 ,Ｅｗｅｎ[1] 首次在常温、常压下实现了丙烯的间规聚合 ,得到了高间规度 (ｒｒｒｒ >80 % )的间规聚丙烯 (ｓＰＰ) .ｓＰＰ因其透明性好、耐冲击及耐辐射 ,室温韧性、热密封性及透气性好等特性 ,作为共混材料 ,在医疗产品、包装、纤维、薄膜和汽车配件等方面显示了广阔的应用前景 .国内外许多公司都投入大量人力、物力进行研究 .其中 ,Ｆｉｎａ公司处于技术领先地位 .Ｆｉｎａ公司继 1 987年开发出间规选择性茂金属催化剂后 ,成功地进行了中试聚合实验 ,得到了商用ｓＰＰ .1 994…     

含8-羟基喹啉类配体的新型钛配合物[O,N]CpTiCl_2的合成及其催化乙烯聚合研究

茂金属催化烯烃聚合的活性中心被认为是1 4电子结构的金属阳离子配合物 [Ｃｐ2 ＭＲ]+ (Ｒ为烷基 ) ,并且金属中心的Ｌｅｗｉｓ酸性和周围茂配体的空间构型对其催化活性及聚合产物的结构有直接的影响[1,2 ] .然而 ,茂金属须大量ＭＡＯ存在下才能显示高活性 ,并且其稳定性较差 ,这都一定程度上限制了茂金属催化剂的实际应用 .近几年来 ,将含非环戊二烯基配体的金属配合物应用于烯烃均相聚合的研究大量出现[3] ,其中非环戊二烯基配体有含氮化合物[4～ 9] 和含氧化合物[10～ 15] 等 ,这些非茂配合物可催化乙烯或丙烯聚合 ,但活性一般较低 .茂金…     

镍配合物[N,N]NiBr2的合成及其催化乙烯齐聚研究

 吡啶甲醛类化合物与苯胺类化合物缩合形成有机配体［N，N］，\r\n它与金属镍的卤化物NiBr2作用可形成稳定的配合物［N，N］NiBr2．这\r\n种配合物在含铝助催化剂存在下显示出较高的催化乙烯齐聚的活性，所\r\n得乙烯齐聚物具有较高的支化度和较低的α－烯烃含量．实验结果表明\r\n，吡啶环与苯环上的取代基对催化反应的活性具有不同的影响，助催化\r\n剂的种类及用量、反应溶剂和乙烯压力等对该体系的催化反应活性及产\r\n物结构具有直接影响．研究结果表明，通过调节催化聚合反应的工艺条\r\n件，有可能实现控制聚合产物的分子量和分子量分布，以及提高产物中\r\nα－烯烃的含量等．