H2O/TiCl4/ED 体系引发异丁烯控制正离子聚合中的影响因素研究

在亲核试剂(ED)如吡啶(Py)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)或三乙胺(TEA)存在下,由引发剂H2O和共引发剂TiCl4组成引发体系,在二氯甲烷/正己烷混合溶剂中进行异丁烯(IB)正离子聚合,考察了溶剂极性、聚合温度及异丁烯浓度对聚合反应转化率、产物分子量和分子量分布的影响.试验结果表明,随聚合体系溶剂极性增大,聚合速率加快,相近转化率时聚合产物的分子量分布变窄.随着聚合温度降低,聚合速率明显提高,聚合物的分子量增加,活化能为负值,活性链端发生链转移或链终止等副反应的几率减小,当聚合温度为-60℃时,可以抑制活性链端的β-H脱除反应和链转移副反应,并得到大分子链末端全部为叔氯基团的聚异丁烯(PIB).当[IB]0≤2.5mol/L时,随[IB]0增加,聚合转化率有所增加,聚合产物的GPC谱图均为单峰分布,分子量增大,而分子量分布基本保持不变,对于加入Py的聚合体系,分子量分布指数在1.33~1.45范围内,对于加入TEA的聚合体系,分子量分布指数在1.47~1.60范围内,并求出在加入Py和TEA的聚合体系中活性链向单体的链转移常数CM分别为5.5×10-4和6.6×10-4.     

稀土Schiff碱配合物催化烷基异氰酸酯室温聚合

利用Schiff碱稀土配合物Ln（H2Salen）2Cl3·2C2H5OH与AI（i—Bu）3组成的催化体系催化烷基异氰酸酯室温聚合,详细考察了催化剂组成以及聚合条件等对烷基异氰酸酯聚合的影响,并研究了己基异氰酸酯的聚合动力学．以La、Nd、Sm和Gd四种稀土元素为代表,合成了相应的Schiff碱配合物,结果表明轻稀土体系比重稀土体系好,La的聚合活性最高．在-40℃-40℃很宽的聚合温度范围内,可以得到分子量分布窄（MWD=1．50～2．40）的高分子量聚异氰酸酯,20℃为最佳的聚合温度．己基异氰酸酯的最佳聚合条件为：[AI]／[La]=30（摩尔比）,[n-HexNCO]／[La]=100,[n—HexNCO]=3．43mol／L,甲苯溶液中20℃聚合12h,聚合物收率74．0％,聚合物黏均分子量高达73．5×10^4,数均分子量40．2×10^4,MWD=1．79．聚合动力学研究表明己基异氰酸酯聚合反应对单体浓度和催化剂浓度都是一级关系,聚合反应活化能为43．64kJ／mol．     

极性/非极性接枝共聚物PVIPA-g-PIB的合成研究

通过自由基共聚合方法,以AIBN为引发剂引发醋酸乙烯酯(VAc)和醋酸异丙烯酯(IPA)共聚,得到两者的无规共聚物聚(PVIPA).再以PVIPA作为大分子引发剂,以四氯化钛(TiCl4)为共引发剂,引发异丁烯进行正离子接枝共聚反应,分别考察了PVIPA/TiCl4/IB体系中TiCl4浓度、大分子引发剂浓度、陈化温度、陈化时间以及外加含氮亲核试剂2,6-二甲基吡啶(DMP)对异丁烯聚合转化率和PVIPA引发效率的影响,并采用GPC表征方法研究了聚合体系中两种引发活性中心(A)和(B)的引发竞争.实验结果表明,在没有外加亲核试剂的情况下,PVIPA与微量水均可参与与TiCl4的络合竞争,分别形成活性中心(A)和(B),并产生竞争引发异丁烯正离子聚合,生成相应的接枝共聚物PVIPA-g-PIB和均聚物PIB.TiCl4和PVIPA用量以及两者的络合作用温度与时间对异丁烯正离子接枝共聚起着重要作用.合适的TiCl4浓度与PVIPA浓度、低的微量水浓度以及在较低温度下使PVIPA与TiCl4充分络合,都有利于提高大分子引发剂PVIPA的引发效率.引发效率可以达到90%左右,并可制备出极性主链与非极性支链的接枝共聚物PVIPA-g-PIB,其GPC谱图呈现单峰分布,分子量分布(Mw/Mn)可达到2.17.此外,在聚合体系中加入适量含氮亲核试剂DMP,一定程度上可以提高PVIPA的引发效率.     

H_2O/TiCl_4/Py体系引发苯乙烯正离子聚合

研究了在少量吡啶(Py)存在下由水(H2O)四氯化钛(TiCl4)体系引发苯乙烯于二氯甲烷正己烷中进行碳正离子聚合,分别考察[Py]、[H2O]和[TiCl4]对聚合速率、产物分子量与分子量分布的影响.实验结果表明,少量亲核试剂吡啶(Py)对聚合反应起着重要作用,可有效地降低聚合速率和使分子量分布变窄;随着[H2O]和[Py]降低或[TiCl4]增加,聚合产物的分子量增加,而分子量分布指数(Mw Mn)基本维持在1.8左右;随着[Py]增加,聚合速率降低;随着[H2O]和[TiCl4]增加,聚合速率提高.聚合速率对单体浓度呈一级动力学关系,对Py、H2O和TiCl4的反应级数分别为-0.72、0.72和1.86.聚合速率对TiCl4浓度呈接近二级动力学关系,这可能与体系中TiCl4主要以二聚体形式存在有关.聚合转化率和产物分子量均随着反应时间延长而逐渐增大,PS的数均分子量与转化率呈线性增加关系.     

HES/TiCl4体系引发异丁烯可控正离子聚合

由六官能团引发剂环氧化角鲨烯(HES)与TiCl4组成引发体系,引发异丁烯(IB)在CH2Cl2/n-Hex(40/60,V/V)混合溶剂中进行正离子聚合,分别探讨了HES和2,6-二甲基吡啶(DMP)用量对IB正离子聚合转化率、产物分子量及其分布的影响.结果表明HES和微量水均可与TiCl4发生络合,并分别形成碳正离子和质子两种引发活性中心,导致聚合产物GPC谱图呈明显双峰分布.增加引发剂HES用量([HES]=2.64mmol/L),可以减少聚合体系中微量水的不可控引发,提高HES引发效率;在聚合体系中引入少量DMP时,可明显地减少微量水的不可控引发和提高HES的引发效率,使得即使在较低HES用量下([HES]=0.084mmol/L),也可达到主要由HES引发IB正离子聚合,制备出官能叔氯末端的六臂星形支化遥爪聚异丁烯,GPC谱图呈现单峰分子量分布,分布指数为1.5左右.     

MeOH/BF_3体系引发异丁烯阳离子聚合反应中水含量及聚合温度的影响

研究了水含量和聚合反应温度Tp 对MeOH BF3体系引发异丁烯 (IB)阳离子聚合反应的转化率、产物的分子量及分子量分布的影响 ,求出在不同水含量条件下的Tp 对聚合物分子量影响的数学方程及相应的聚合度活化能Ep ,以期对体系中存在的微量水加以充分利用 .结果表明 ,[H2 O]和Tp 两者共同影响IB阳离子聚合反应过程及产物的分子参数 .当Tp 由 - 10 0℃升高至 - 5 0℃时 ,聚合转化率先增加到一定值后再减小 ,在- 80℃～ - 70℃范围内出现峰值 .在 [H2 O]较低时 ,Tp 明显影响着聚合产物的分子量及分子量分布 ,Tp 越低 ,分子量越高 ,分子量分布越窄 ;在 [H2 O]较高时 ,Tp 对分子量的影响程度较小 ,说明此时水对聚合反应的影响更为突出 .体系中水含量增大对IB阳离子聚合反应呈现不利作用 ,当 [H2 O]由 1 5× 10 - 3mol L增加至 4 6×10 - 3mol L时 ,Ep 由 - 4 0kJ mol增大至 - 17kJ mol ,说明随着 [H2 O]增大 ,水的负面效应更加明显 ,既促进副反应 ,又阻碍链增长反应 ,增长活化能增大 ,聚合物分子量降低 ,分子量分布变宽 .水的负面作用也随着Tp 升高而变得明显 .     

双金属氰化络合物催化环氧丙烷和邻苯二甲酸酐共聚

采用双金属氰化络合物 (DMC)催化环氧丙烷 (PO)和邻苯二甲酸酐 (PA)共聚 ,探讨了共聚合特征 ,并用IR、1 H NMR和GPC对共聚物的结构和分子量进行了表征 .发现DMC催化剂对该共聚反应速度快 ,转化率高 ,是该反应的有效催化剂 ,催化剂浓度为 6 0mg kg时 ,90℃下 ,以THF作溶剂共聚反应 3h ,转化率可达94 0 % .聚合速度甚至比DMC催化PO均聚还快 .该共聚反应可在多种溶剂中进行 ,极性溶剂更有利于共聚合 ,溶液聚合温度比本体共聚低 ,合适的溶液共聚温度在 90～ 10 0℃之间 .共聚产物的分子量受催化剂用量、反应温度和体系中水份含量的影响 ,数均分子量在数百至数千之间 .考察该共聚体系的动力学表明 ,该共聚反应速率对单体浓度呈一级关系     

异丁烯与对氯甲基苯乙烯正离子共聚合研究

以四氯化钛(TiCl4)、二氯乙基铝(AlEtCl2)、倍半铝(AlEt1.5Cl1.5)、三氯化铝(AlCl3)等路易斯酸为共引发剂,水或枯基醇(CumOH)为引发剂,在-80℃下的正己烷/二氯甲烷(V/V=6/4)的混合溶剂内,研究了异丁烯(IB)与对氯甲基苯乙烯(p-CMS)的正离子共聚合.利用示差凝胶渗透色谱仪(GPCRI)以及核磁氢谱(1H-NMR)对共聚物的表观分子量及分子量分布、共聚组成等进行分析,采用KelenTüd?s与Yezreielv-Brokhina-Roskin法计算了单体竞聚率,初步探讨了p-CMS与IB正离子共聚合的反应机理.结果表明,AlEtCl2、AlEt1.5Cl1.5、AlCl3均可催化大分子间的烷基化反应,产生凝胶;TiCl4作为共引发剂,可以得到无凝胶单峰分布共聚物;邻位氯甲基苯乙烯(o-CMS)不能参与共聚,p-CMS的共聚活性较低,IB与p-CMS的单体竞聚率为rIB=4.67,rp-CMS=0.70;随反应时间延长,共聚物中p-CMS的含量及共聚物分子量均逐渐增加;p-CMS单体自身几乎不参与引发,共聚到大分子链后,苄基氯缓慢参与引发,形成支化.提高共聚合温度至-60和-40℃,聚合速率降低,p-CMS的引发活性未发生明显变化.     

二醚型 Ziegler-Natta 催化剂催化丙烯与极性单体共聚

 以三乙基铝 (TEA) 为保护剂, 研究了 TiCl4/MgCl2/芴二醚/Al(C2H5)3 体系催化丙烯与十一烯醇或十一烯酸的共聚反应. 结果表明, 在极性单体存在下, 聚合反应活性随极性单体加入量的增加而降低, 但可保持丙烯均聚活性的一半以上, 反应活性衰减较小. 同时, 随着极性单体加入量的增加, 极性单体在共聚物中的含量增加. 与十一烯酸相比, 十一烯醇共聚具有更高的共聚活性和共单体含量. 随着共聚物中极性单体含量的增加, 聚合物的熔点和结晶温度都有所降低. 反应温度对丙烯和十一烯醇共聚的反应活性和共单体含量影响较小.     

超高分子量聚苯乙烯的合成和聚合反应动力学

杯芳烃钕与Mg(n Bu) 2 、HMPA所组成的三元络合催化剂用于苯乙烯配位聚合能以高收率制得超高分子量聚苯乙烯 .以甲苯为溶剂 ,在一定条件下制成三元配位催化剂 ,当 [Nd]=8× 10 - 4mol L ,[St]=4 .0mol L ,Mg Nd =2 0 .0 (摩尔比 ) ,HMPA Mg =1.0 (摩尔比 ) ,5 0℃聚合 4 5min ,聚合转化率可达到 80 %左右 .所得聚苯乙烯的重均分子量高达 2 10× 10 4 ,分子量分布指数为 1.6 1.间规聚苯乙烯含量为 81% .动力学研究表明 ,聚合反应速率与单体和主催化剂 杯 [6 ]芳烃钕的浓度分别呈 1次方关系 ,聚合反应的表观活化能为 4 1.7kJ mol     

Fe-Al-α,α'-联吡啶催化体系催化邻苯二甲酸酐与环氧环己烷开环共聚反应

 用Fe（acac）3－Al（i－Bu）3－α，α′－dipy（acac乙酰丙\r\n酮，dipy联吡啶）催化邻苯二甲酸酐与环氧环己烷开环交替共聚反应，\r\n研究了Fe／Al，Fe／α，α′－dipy摩尔比对聚合反应的影响．用核磁\r\n共振技术研究了共聚物的交替度，测得了共聚物中邻苯二甲酸酐含量达\r\n31％以上．用凝胶渗透色谱仪测得了共聚物的分子量．结果表明，共聚\r\n物分子量的分散度很窄．共聚反应动力学研究结果表明，共聚对单体的\r\n浓度呈一级反应，表观活化能为36．1kJ／mol．     

丙烯酸甲酯-异丁烯交替共聚反应机理和动力学研究

本文研究了丙烯酸甲酯(MA)和异丁烯(IB)在AlEtCl_2,BPO存在下的聚合反应机理及动力学。结果表明:当[IB]≥[MA]时,共聚合是按三元络合单体(T)均聚的机理进行,形成(MA)-(IB)的交替共聚物;当[IB]<[MA]时,则形成富MA的含MA嵌段序列的共聚物,共聚是由三元络合单体(T)和二元络合单体(B),按无规共聚机理进行的。     

稀土催化异戊二烯—马来酸酐交替共聚

首次用 Nd( naph) 3 -Al Et3 催化体系合成异戊二烯 -马来酸酐交替共聚物 .实验结果表明 ,共聚反应适宜条件为 :[M]总 =2 .6mol/L( [Ip]/[MAn]=1 ) ,n( Al) /n( Nd) =1 0 ,[Nd]=5× 1 0 -3 mol/L,甲苯 /二氧六环混合溶剂 (体积比为 2 /5) ,于 5℃聚合 2 h.共聚物收率达到 70 % .用元素分析、 IR和 13 C NMR对共聚物进行表征 ,所得共聚物为交替结构     

聚醋酸乙烯酯和共聚物大分子引发剂引发异丁烯正离子接枝共聚合反应

以AIBN为引发剂,通过自由基聚合方法先合成一定分子量(Mn=1.9×104g mol)和分子量分布(MWD,Mw Mn<2.5)的聚醋酸乙烯酯(PVAc)和醋酸乙烯酯(VAc)与醋酸异丙烯酯(IPAc)的无规共聚物聚(PVIPA).再以PVAc或PVIPA作为大分子引发剂,与共引发剂TiCl4配合,引发异丁烯进行正离子接枝共聚反应,并分别考察大分子引发剂用量、TiCl4浓度以及添加剂2,6二叔丁基吡啶(DtBP)或2甲基吡啶(MPY)对异丁烯聚合转化率和PVIPA或PVAc引发效率的影响,并进一步表征接枝共聚物的微观结构与组成含量.实验结果表明,PVIPA和PVAc可引发异丁烯进行正离子接枝共聚反应,前者的引发效率高于后者.加入适量DtBP或MPY时,可不同程度地提高引发效率.DtBP对减少聚合体系中微量水的引发和提高PVAc引发效率的作用更为明显,引发效率可达90%以上,加入适量添加剂MPY时,PVIPA引发效率可达60%左右.适当增加大分子引发剂用量和TiCl4浓度,也可提高PVIPA的引发效率至接近70%.在合适的实验条件下,可以得到极性主链为PVIPA与非极性支链为聚异丁烯(35.2%mol)的接枝共聚物PVIPA g PIB,该接枝共聚物的Mn为3.7×104g mol,分布指数MWD为2.52,且PIB支链平均分子量约为5.4×103g mol.     

原位共聚制备的线性低密度聚乙烯的结构特征

采用{[(2-ArN=C(Me))2C5H3N]FeCl2}作为齐聚催化剂[其中Ar=2,4-C6H3(CH3)2和Ar=2-Cl-4-CH3C6H3],商品化的Ziegler-Natta催化剂作为共聚催化剂,分别组成双功能催化体系A[Ziegler-Natta/MAO/TEA/Fe-CH3]和B[Ziegler-Natta/MAO/TEA/Fe-Cl],催化乙烯原位共聚。通过调节不同的聚合条件制备了具有不同支化度、不同分子量及其分布的LLDPE,利用13 C-NMR、流变仪、GPC(示差/光散射)等表征手段,研究了所得高聚物的结构特征。结果表明,该催化体系制备LLDPE样品的支链含量和齐聚物的碳数分布规律是一致的,LLDPE中既有短支链也有较长的支链,聚合物的分子量分布较宽,为聚合物的力学性能和可加工性能提供了更大的调节余地。通过对样品的零剪切粘度、模量、交叉频率、损耗角以及剪切变稀特征等的考察,零剪切粘度与重均分子量的指数关系大于3.8,可以判断被分析的样品含有长支链。分别采用A和B催化剂体系制备的样品作比较,B组样品含有长支链组分,存在较多的高分子量尾端。     

双膦胺镍/甲基铝氧烷催化降冰片烯聚合研究

合成了一种双膦胺镍配合物N,N-双(二苯膦基)-对甲氧基苯胺二氯化镍(PNP-Ni),研究了PNP-Ni/甲基铝氧烷(MAO)体系使降冰片烯(NBE)单体按乙烯基加成聚合的催化性能,考察了各种聚合条件如温度、Al/Ni比及催化剂浓度对催化效率、单体转化率、聚合物分子量及分子量分布的影响.结果表明,该催化体系具有较高的催化效率,可达到105g PNBE/(mol Ni)数量级,所得可溶性聚合产物聚降冰片烯(PNBE)重均分子量可高达1×106以上,分子量分布窄(Mw/Mn<2).该PNBE具有很好耐热性能,其玻璃化转变温度Tg高于300℃.通过对聚合产物1H和13C-NMR分析表明,该聚合反应是单体按乙烯基配位聚合机理进行的,聚合产物PNBE的3种立体构型含量分别为[mm]=53%,[mr]=39%,[rr]=8%.     

苯乙烯与富马酸二甲酯的原子转移自由基无规共聚

2-溴丙酸乙酯(EBP)为引发剂,CuBr为催化剂,N,N,N′,N″,N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)为配位剂的富马酸二甲酯(DMF)与苯乙烯(St)的原子转移自由基无规共聚合,转化率低于60％时,1n([M]0／[M])随聚合时间线性增加,数均分子量(Mn)随转化率性增长,所得聚合物分子量分布(PDI)较窄。根据元素分析所得共聚物的平均组成,由Kelerr—Tudos方程,计算两种共聚单体的竞聚率分别是rst=0．488,rDMF=0．303。并探讨了单体与引发剂配比以及温度对聚合反应的影响。     

稀土络合催化苯乙烯均聚及其与二乙烯苯共聚

应用稀土化合物:环烷酸钕Nd(naph)_3和二(2-乙基己基)磷酸钕Nd·(P_(204)_3分别与三异丁基铝Al(i-Bu)_3组成络合催化剂引发苯乙烯均聚及其与二乙烯苯共聚。适宜的聚合温度为50℃:[Nd]=3×10~(-5)mol/ml;[M]=3×10~(-3)mol/ml;Al/Nd=10(摩尔比),并且催化剂按以下次序配制:钕化合物→溶剂→苯乙烯→三异丁基铝,苯乙烯的转化率在90％以上。溶剂种类及聚合条件不同,制得的聚苯乙烯可为白色或黄色粉末状无定形聚合物,分子量几百至上万。聚合体系中添加PeCl_3能抑制黄色产生。在共聚反应中,二乙烯苯比苯乙烯显示较高的反应活性。     

K2S2O8/Na2SO3引发St/BA微乳液共聚合的研究

以十二烷基硫酸钠／十二烷基苯磺酸钠(SDS／SDBS)为乳化剂，过硫酸钾／亚硫酸钠(K2S2O3／Ni2SO3)为引发剂进行苯乙烯／丙烯酸丁酯(SL／BA)微孔液共聚合反应。研究了引发剂浓度[I]OR、单体总浓度[M]、乳化剂含量[E]和聚合温度T对微孔液共聚合最大反应速率Rmax和共聚物粘均分子量^-Mη的影响，测定了共聚单体的竞聚率，结果得到：Rmax∝[I]^0.98OR[M]^0.81[E]^-0．34e^-4712／T，^-Mη∝[I]^-0.27OR[M]^0.48[E]^-0.68e^2304/T；rSt=0.598，rBA=0.0206。     

TiCl4/XROH/MgCl2/Et3Al催化剂合成宽分子量分布乙烯/1-己烯共聚物

采用MgCl₂负载TiCl₄及1,3-二氯-2-丙醇给电子体(XROH),与三乙基铝助催化剂组成的催化剂体系,合成了1-己烯共聚率高且宽分子量分布的乙烯/1-己烯共聚物。 讨论了催化体系的组成、配比和聚合条件对乙烯/1-己烯共聚合行为,共聚物结构、分子量及分子量分布的影响。 结果表明,n(Ti)∶n(Mg)=10∶1,n(XROH)∶n(MgCl₂)=2.6∶1,n(Al)∶n(Ti)=100∶1,乙烯压力0.45 MPa,聚合温度80 ℃,聚合时间2 h,共聚单体(1-hexene)浓度0.25 mol/L时,催化效率达23.2 kg/g cat。 采用¹³C NMR、X-ray、SEM、WAXD、DSC、GPC等测试技术对催化剂、共聚物的结构进行了表征。 结果表明,在Zieglar-Natta(Z-N)催化体系中,给电子体多卤代醇与TiCl4结合,载体MgCl2的晶体结构发生了变化。 结晶度降低,有利于催化剂负载量的提高(ω(Ti)=4.8%)和催化效率增大。 催化体系产生了多种活性中心,使聚烯烃分子量分布变宽(15~20)。 多卤代醇还可增强1-己烯与乙烯的共聚能力,在共聚物中1-己烯的摩尔分数达5.1%。