~(13)C-NMR研究聚丁二烯长支链支化

本文研究了用不同催化体系制备的聚丁二烯和加氢的聚丁二烯的~(13)C-NMR谱图。结合GPC测定支化度的数据,提出了二种可能的支化结构。以Ni及Co催化体系聚合的试样,支化点可能位于顺-1,4主链双键的α-次甲基上;而由Ni+Mo催化体系聚合的试样,可能为1,2-乙烯基的双键打开接长支链。     

X-射线衍射法研究稀土顺-1,4-聚丁二烯低温结晶动力学

本文用广角X-射线衍射法(WAXD)研究了稀土催化聚合顺-1,4-聚丁二烯(Ln-PB)低温下分子量和温度对结晶过程的影响.随着分子量的改变,结晶速度在M_η=8×10~5左右有一极小值;在M_η=29×10~5左右有一极大值.最大结晶速度发生在T_(c,max)=-60～-70℃之间.最大平衡结晶度值,在M_η大于10~6以上与分子量无关,而最大平衡结晶度值所对应的温度与M_η呈线性关系.随着温度上升,晶胞参数略有增大.Ln-PB主级结晶属于非均相成核,以原纤状和盘状混合生长.     

W-Al体系在合成1,2-聚丁二烯中的催化活性

WCl_6是优良的开环聚合催化剂,但只有一篇专利中提到用WCl_6催化丁二烯的聚合得到非顺式1,4-聚丁二烯,而且活性很低.用钨化合物催化丁二烯聚合为高1,2-链节含量的聚丁二烯,则尚未有报道.我们的工作发现,WCl_4(OR)_2-(i-Bu)_2AlOPh体系可使丁二烯在加氢汽油中聚合成1,2-链节含量在80％左右,1,2-链节的全同立构体含量达60％以上的聚丁二烯.为合成1,2-聚丁二烯橡胶开辟了一个新的催化体系.但是,初步研究结果表明:催化活性和聚合物分子量均较低.因此,本文试图探索提高催化活性和聚合物分子量的方法.     

在Ziegler-聚合物载体-铁络合物体系催化下丁二烯的聚合

研究了苯乙烯-丙烯酸共聚物载体-铁络合物的制备以及由其组成的新型的丁二烯聚合催化体系。与一般的Ziegler-Natta催化剂相比较,这一催化体系的特点是:活性高,催化效率达9.9×10~4克聚丁二烯/克铁·小时。所得产物分子量极大,为等二元结构聚丁二烯,顺式-1,4和-1,2含量分别为42—44和55—57％。     

稀土顺-1,4-聚丁二烯的分子量及分子缠结对结晶行为的影响

本工作以线膨胀、体膨胀、DSC、扭辫等方法,在较宽的分子量和结晶温度范围内研究了稀土顺-1,4-聚丁二烯(Ln-PB)的分子量与结晶速率,结晶熔点,玻璃化温度及结晶比表面能之间的关系。进一步考察了分子链缠结对结晶速率的影响,并在结晶成核理论的基础上引入链缠结的影响,导出Ln-PB的结晶动力学方程,得到了与实验符合较好的结果。     

均相稀土配位催化剂及其活性体结构的研究——Ⅰ.丁二烯在(CF_3COO)_2NdCl·EtOH-AlEt_3体系中的聚合

合成了新的釹络合物。分析结果表明这一络合物为(CF_3COO)_2NdCl·EtOH。这一络合物与三乙基铝可组成均相催化体系使丁二烯聚合得到顺式1,4-含量为78—98％的聚丁二烯。     

氯化稀土乙二醇二甲醚配合物催化丁二烯聚合

以Nd2O3、(CH3)3SiCl和乙二醇二甲醚(DME)为原料,合成了NdCl3·2DME配合物,并将其用于催化丁二烯聚合。 考察了助催化剂种类与用量、陈化温度和聚合时间对聚合的影响。 结果表明,以烷基铝与MAO共同作为助催[JP2]化剂时具有高聚合活性,而单独以烷基铝或甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂时聚合活性很低。 当n(Nd)∶n(AlR3)∶n(MAO)=1∶30∶45时,催化活性最高。 陈化温度对聚合活性、聚合物结构及相对分子质量均有较大的影响。 陈化温度过低或者过高,聚合活性、聚丁二烯cis-1,4含量和相对分子质量均降低;陈化温度为50 ℃时,具有最高聚合活性和最高cis-1,4含量。 NdCl3·2DME催化体系所得聚丁二烯的cis-1,4含量高达98.7%（IR）,而1,4-结构总含量高达99.6%（1H NMR）。     

聚合物载体-稀土金属络合物的研究V.聚(乙烯-丙烯酸)钕的合成及其对丁二烯聚合的催化活性

合成了不同Nd含量的聚(乙烯-丙烯酸)钕(EAA·Nd)。元素分析和红外光谱表明,EAA·Nd中不再含氯,并且Nd是与COO~-相连的。由v_(as)COO~-和v_s COO~-振动频率差和COO~-的O1s电子结合能谱数据可以认为COO~-和Nd成键形成具有双配位键的结构(B)。 由EAA·Nd组成的催化体系对丁二烯聚合具有较高的催化活性。在Nd/—COOH(摩尔比)=0.17时活性最高。当Cl/Nd(原子比)=3时,活性最高,聚丁二烯的特性粘数最小,随着Al/Nd(摩尔比)的增加,催化活性逐渐提高。聚丁二烯的顺-1,4含量不受Cl/Nd和Al/Nd的影响,顺-1,4含量大于98％。丁二烯在不同溶剂中的聚合速度明显不同,在己烷中的聚合速度大大高于在芳香烃溶剂中的聚合速度,发现随着芳香烃溶剂碱性的增加,聚合速度逐渐降低,这是由于芳香溶剂和单体对催化剂Nd竞争配位的结果。     

稀土顺-1,4-聚丁二烯的搅拌溶液结晶

本工作研究了稀土顺-1,4-聚丁二烯(Ln-PB)的搅拌溶液结晶行为,发现当结晶温度为-15—-79℃、搅拌速度为180转/分时,经过一段时间,就有乳白色的丝状物缠绕在搅拌棒上.在电镜下可以看到,这些丝状物是由平行排列的纤维晶组成的.沉积在搅拌棒上的Ln-PB的量随结晶温度的下降而增加,大约在-65℃左右达到极大值.而后又随结晶温度的下降而减少.结晶温度愈高、沉积在搅拌棒上的Ln-PB的平均分子量愈高,分布愈窄,所以可利用搅拌溶液结晶的方法对Ln-PB进行分级.     

顺-1,4-聚丁二烯的本体结晶和溶液结晶

以稀土催化剂聚合得到的聚丁二烯(Ln-PB)的顺式含量接近99%,支化度小,分子具有较高的规整性。本工作用电镜,线膨胀仪、体膨胀仪、DSC、GPC、X-光衍射等实验方法在较宽的分子量范围和结晶温度范围下对Ln-PB的本体结晶和溶液结晶行为进行了研究。     

长序列乙烯-丁二烯共聚物的合成

研究了稀土催化剂催化乙烯-丁二烯的共聚合。结果表明,在封管条件下用稀土催化剂可以使乙烯-丁二烯共聚,产生高分子量聚合物。产物的溶液性质表明,不含聚乙烯均聚物,含约8％的聚丁二烯均聚物。DSC、X-射线衍射、电子显微镜和~(13)C-NMR等实验表明,所得聚合物是含长乙烯-乙烯序列的乙烯-丁二烯共聚物,其中聚丁二烯链段的微观结构以顺-1,4构型为主。共聚物中乙烯单元增加,乙烯-乙烯链段的熔点和结晶度增高,晶粒尺寸变大,晶胞参数基本不变。共聚物的力学性能表明,其生胶强度可达20—30kg/cm~2,远比聚丁二烯的强度大。     

1,4-丁炔二醇的均聚及与苯乙炔的共聚研究

<正> 炔类聚合物由于具有长链π体系的结构特点,理论上可作为结构型导电聚合物,这一领域的研究工作正在迅速展开。 1,4-丁炔二醇(BD)可用PdCl_2,ZnCl_2,(Ph_3P)_2PdCl_2等多种催化剂催化聚合,得到长链共轭的聚(1,4-丁炔二醇)(PBD)。苯乙炔(PA)可用热聚合,光聚合、电聚合、自由基聚合、等离子体聚合、催化聚合等聚合方法,得到长链共轭的聚苯乙炔     

含反式-1,4和间规-1,2链节的聚丁二烯X-射线衍射谱分析

<正> 近年来陆续出现在顺式-1,4聚丁二烯分子链中引入室温下可结晶的反式-1,4及间规-1,2聚丁二烯链节,以期改善顺丁橡胶的抗撕裂性和抗弯曲性等。有关这方面的结构表征工作尚很少报道。本工作用广角X-射线衍射(WAXD)方法,对钒、钴催化体系合成的含反式-1,4及钴催化体系合成的含间规-1,2的顺丁橡胶进行了结构表征。     

聚合物载体-稀土金属络合物的研究Ⅱ.在聚合物载体-钕络合物催化体系下丁二烯的定向聚合

本文介绍了由苯乙烯-丙烯酸共聚物载体-钕络合物组成的新型丁二烯定向聚合催化体系SAAC·Nd-Al(C_2H_5)_2Cl-Al(i-C_4H_9)_3,研究了该体系的组分、组分比对体系活性的影响,考察了不同烷基铝、聚合物载体-钕络合物的表征参数与催化活性的关系。该体系有良好的活性和定向效应。聚丁二烯的顺式-1,4结构含量高达98％。     

吡啶/喹啉单亚胺镍(Ⅱ)配合物的合成及液体聚丁二烯的制备

金属配合物中引入侧臂软电子给体膦或硫是提高配合物催化性能的有效途径。本文合成了一系列吡啶/喹啉单亚胺NNP三齿Ni(Ⅱ)配合物(2a~2d),采用傅里叶变换红外光谱、元素分析及单晶衍射对配合物进行了表征。配合物2a为方形锥体构型,配合物2d为三角双锥构型。该系列配合物在倍半乙基氯化铝(EASC)活化下,催化合成了数均相对分子质量为4200~7700、顺-1,4结构的摩尔分数在74.5%~79.9%的液体聚丁二烯。催化活性随着聚合温度的升高而提高。在90℃时,催化体系仍有很高的聚合活性,聚丁二烯的收率达到85.9%,表明其具有高的热稳定性。     

铁体系催化丁二烯聚合的研究—Ⅳ.聚丁二烯的序列结构

在聚合温度为-30°～50°范围内,用FeCl₃-(i-C₄H₉)₃Al-phen催化体系合成出(顺1,4-1,2)等二元聚丁二烯,用臭氧解和¹³C-NMR方法研究了它们的序列结构。结果表明,这些聚合物的顺-1,4和1,2-链节都是非交替的。聚合温度高的样品比较接近Bernou-lli无规分布,而聚合温度低的样品的序列排布偏离无规分布。讨论了聚合机理。     

Ni(naph)_2/A1R_3/BF_3·OEt_2/DMEA/OctOH体系催化丁二烯配位聚合

在Ni(naph)2-AlR3-(BF3·OEt2)催化体系(简称Ni-Al-B)用于丁二烯(Bd)/己烷进行配位聚合体系中引入N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)和辛醇(OctOH),研究了DMEA/Ni摩尔比、B/Ni摩尔比和Al/Ni摩尔比对Bd聚合转化率、聚丁二烯(PB)产物的特性黏数、分子量、分子量分布及微观结构的影响,进一步探讨聚合反应动力学.结果表明,在镍系催化丁二烯聚合体系中引入一定量的DMEA和OctOH后,可以提高顺-1,4微观结构含量至97.8%,降低1,2-微观结构含量至约1.3%,提高分子量,使分子量分布变窄,并降低凝胶含量.进一步通过调节B/Ni及Al/Ni摩尔比值,可得到[η]为2.0～4.0dL/g的高顺式PB.聚合速率对单体浓度呈现一级动力学关系,表观增长活化能为43.7kJ·mol-1。     

稀土顺1,4聚丁二烯的分子缠结与结晶

本文用电镜研究了经过分级得到的不同分子量及不同分子量分布的稀土顺1,4 聚丁二烯(Ln-PB)及镍顺1,4 聚丁二烯(Ni-PB)的低温结晶形态、结晶成核及生长机理。发现低分子量 PB以预现成核为主,而高分子量PB以大分子的缠结为中心的散现成核为主,得到两种不同片层缠结形态的PB球晶。其结晶形态及速率主要受高分子量中的大分子缠结影响。     

稀土定向聚合络合催化剂的研究

定向聚合所用的络合催化剂,过去只限于元素周期表中带有d电子的Ⅳ—Ⅷ族过渡金属元素。经过多年的探索研究,我们发现了新的一类定向聚合稀土络合催化剂。稀土络合催化剂在双烯烃的均聚和共聚中具有相当高的催化活性,特别良好的定向效应,所得聚丁二烯、聚异戊二烯及其共聚物的顺-1,4结构的含量达94％以上,并且性能优良。本文叙述了稀土络合催化剂的组成,稀土元素、烷基铝和第三组分等的变化对稀土络合催化剂的活性和定向性的影响,以及稀土络合催化聚合的某些机理。     

[N^N^O]钴配合物催化丁二烯立体选择性聚合的研究

合成并表征了一系列带有[2-(4,5-二苯基-2-咪唑基)-1-苯亚胺基]苯酚配体([N^N^O]三齿配体)的二氯化钴配合物(1~4),并研究了这些配合物对丁二烯溶液聚合的催化性能.研究结果表明,助催化剂的种类对丁二烯聚合的催化活性和产物性能有显著的影响,倍半乙基氯化铝(EASC)为最佳的助催化剂.在EASC的活化作用下,该催化体系引发丁二烯单体聚合,15 min内丁二烯单体的转化率可达92.7%,产物聚丁二烯中顺式1,4-结构的含量高达97.4%.并详细研究了助催化剂的用量、聚合的温度、配体上不同取代基等对丁二烯聚合行为的影响,包括丁二烯单体的转化率、产物聚丁二烯的分子量与分子量分布及微观结构.通过凝胶渗透色谱法(GPC)对聚合产物的分子量及分子量分布进行了表征,核磁共振氢谱(1H-NMR)和碳谱(13CNMR)分析结果表明所得聚合物具有高的顺式1,4-结构含量(97%左右).