空间位阻与氟效应协同增强镍系乙烯聚合

烯烃聚合在工业上是最重要的化学反应之一. 过渡金属催化剂是烯烃聚合反应发展的核心, 其中水杨醛亚胺后过渡金属中性镍催化剂由于杂质耐受性强与无需助催化剂的双重优势备受青睐. 为增强镍催化剂的催化性能, 空间位阻效应或者氟效应策略已有广泛报道; 然而将两者结合形成协同策略仍鲜有研究. 在本工作中, 对位氢和空间位阻取代基(苯基、萘基和蒽基)与邻位氟取代基被同时引入至水杨醛亚胺中性镍催化剂中, 利用空间位阻效应与氟效应来协同增强镍系乙烯聚合. 系统研究空间位阻效应、氟效应、聚合反应温度、聚合时间对乙烯聚合反应的活性、分子量、支化度的影响. 结果表明, 邻位氟取代基显著提升活性、催化剂寿命与聚合物分子量, 降低聚合物支化度; 对位空间位阻取代基的体积根据催化活性或聚合物分子量的需求而定, 但对聚合物支化度几乎无影响. 本工作发展了一种新的调控水杨醛亚胺镍烯烃聚合催化剂手段.     

烯烃聚合催化剂的研究进展

获得高性能聚烯烃材料是化学家们不断的追求。烯烃聚合催化剂的结构对其催化性能有重要影响,而聚烯烃的改性则能够改善聚合物实际应用中表面形貌、本体性能中存在的缺陷,如通过改性可增加聚合物韧性、降低聚合物表面的摩擦系数或提升表面能等。 本文系统总结了金属烯烃聚合催化剂研究进展,包括Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂、非茂金属催化剂的结构及调控策略,探讨了位阻效应、双金属协同效应以及其他效应对催化效果的影响。     

Ziegler-Natta催化剂的功能化及聚烯烃高性能化

介绍了Ziegler-Natta催化剂功能化的几种策略,以及其应用于聚烯烃高性能化的研究进展.Ziegler-Natta催化剂/先进聚合助剂复合策略可有效扩展Ziegler-Natta催化剂性能,其中Ziegler-Natta/ω-烯烃甲基二氯硅烷功能催化剂体系在制备长链支化/高熔体强度聚丙烯方面已显示出工业潜力,而Z...     

一氯代八甲基环四硅氧烷阳离子聚合动力学

合成了八甲基环四硅氧烷的一氯取代物,并以其为单体,98%浓硫酸为催化剂,采用称重法研究了一氯代八甲基环四硅氧烷阳离子开环的本体聚合动力学,探讨了温度,催化剂浓度对其聚合速率常数的影响.研究表明:温度,催化剂浓度对一氯代八甲基环四硅氧烷的聚合速率有显著影响,其聚合活化能是40.37kJ.mol-1;与八甲基环四硅氧烷阳离子开环聚合相比,氯代甲基使硅氧烷的开环聚合速率减慢,聚合活化能升高.     

[N,N]-二齿镍配合物催化烯烃聚合

烯烃聚合催化剂的设计是烯烃配位聚合领域的一个核心科学问题,通过设计合成精确结构的催化剂可以有效地调控催化聚合性能以及聚合产物的结构.后过渡金属催化剂由于其易调变性、对聚合产物支化结构的可控性及对极性单体的容忍性,在烯烃聚合领域引起了广泛的关注.本文介绍了近年来本课题组在[N,N]-二齿镍烯烃聚合催化剂设计方面的研究进展,包括四元环的中性脒基镍催化剂、五元环的-二亚胺镍催化剂、2-胺基吡啶和-胺基亚胺系列镍催化剂,以及六元环的-二亚胺和苯胺基亚胺镍催化剂在烯烃聚合的应用.通过优化后过渡金属镍催化剂结构,可成功实施烯烃活性聚合.     

有机催化基团转移聚合的研究进展

基团转移聚合是20世纪80年代继活性阴离子聚合之后由杜邦公司所开发的一种针对丙烯酸衍生类单体的活性聚合方法.其中,丙烯酸衍生类单体主要包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺及丙烯腈四大类.基团转移聚合中的链引发与链增长基元反应均为向山-迈克尔加成反应.因此,反应原理上而言碱和酸均可成为该聚合反应的催化剂.在有机小分子催化剂被应用于该聚合方法之前,所用的碱为含立体位阻阳离子的可溶性离子化合物,其中亲核性的阴离子起到催化剂的作用;所用的酸为具有路易斯酸性的金属或过渡金属化合物.2007年以来,有机小分子碱和酸逐渐被应用于基团转移聚合的催化剂,并把该类聚合称为有机催化基团转移聚合.相较于以往的基团转移聚合,有机催化基团转移聚合在聚合物分子量及分子量分布控制、可聚单体的范围、聚合物拓扑结构的控制等方面都有了全新的拓展.本综述主要围绕我们近年来在该领域的工作,从有机强碱催化的基团转移聚合、有机强酸催化的基团转移聚合、基于氢硅烷的新型有机催化基团转移聚合以及聚合机理4个方面对有机催化基团转移聚合领域的最新进展进行论述.     

立构规整性二氧化碳共聚物:从无定型到结晶性材料转变

二氧化碳与环氧烷烃交替共聚制备降解性聚碳酸酯是重要的绿色聚合反应之一.尽管二氧化碳共聚物的工业化已经具备了一定基础,但却受制于材料性能、品种单一等问题,发展十分缓慢.先前发展的二氧化碳基聚碳酸酯是非晶且玻璃化转变温度较低,存在高温强度迅速变差等问题.通过立构规整性聚合使碳酸酯单元在主链上有序排列可能是该类聚合物结晶的主要途径.本文重点介绍了二氧化碳与环氧烷烃的立构规整性聚合方面的最新研究进展,包括高立构规整性催化剂的设计,以及结晶性二氧化碳基聚碳酸酯的创制工作.     

烷基铝对球形MgCl_2负载的茂金属催化剂催化乙烯聚合的影响

以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂的茂金属催化剂虽然具有催化活性高、分子量分布窄、聚合物化学组成均匀等优点,但其极高的Al/Zr比和聚合物颗粒形态差等缺点限制了其工业化应用,因此对茂金属催化剂的负载化成为近年来的研究热点.在众多的载体中,球形MgCl2是研究得很少的一类载体,文献中曾采用先负载主催化剂茂金属配合物,聚合时再加入助催化剂MAO的方法[1],由于加入的MAO与主催化剂的络合能力很强,会使部分载上的主催化剂溶解下来,成为均相聚合[2,3],导致聚合物颗粒形态差,且粘釜现象严重.我们则采用相反的思路,即先将助催化剂MAO负载在球形MgCl2上,制得MgCl2/MAO,在聚合前再将MgCl2/MAO与Et[Ind]2ZrCl2混合陈化,并立即在少量烷基铝活化下引发乙烯聚合[4],实验结果表明,该催化剂聚合活性高、聚合物的颗粒形态好、且不粘釜,是一种新型的载体催化剂.由于烷基铝的加入可使催化剂的活性大幅度提高,所以本文将烷基铝也称作助催化剂,来研究其对该载体催化剂催化乙烯聚合的影响.     

氟效应在酮亚胺镍催化乙烯聚合与共聚中的系统研究

相比于烯烃聚合过渡金属催化剂的空间位阻与电子效应,氟效应是一种简单且有效调控烯烃聚合反应的重要方法,但研究却相对较少.在本工作中,通过把不同位置(邻、间、对)和不同数目(0、1、2、3、5)的氟原子引入到N,O配位型的单组分阳离子酮亚胺镍催化剂中,系统地考察了氟效应对乙烯聚合反应的催化活性、催化剂热稳定性、聚合物分子量以及聚合物支化度的全面影响.发现邻位氟取代基有利于聚合物分子量的显著提高,而间位与对位氟取代基导致聚合活性下降;特别是全氟取代基不仅造成催化剂热稳定性的下降,同时导致聚合活性与聚合物分子量的大幅下降.在乙烯与丙烯酸甲酯的共聚合研究中,无氟取代的镍催化剂出现失活,但邻氟取代的镍催化剂则表现出聚合活性以及赋予共单体插入率,这些行为在长链极性单体共聚中表现更加优异.本工作有助于理解氟效应在烯烃聚合中的重要作用.     

稀土-其它过渡金属混合催化剂用于共轭双烯烃的聚合——Ⅱ烷基铝对丁二烯聚合及产物微观结构的影响

某些过渡金属组成的Ziegler-Natta催化剂聚合共轭双烯烃,所得聚合物的微观结构易随聚合条件和主催化剂配体的改变而异.具有d电子的钴、钛催化体系聚合丁二烯,既可得cis-1,4结构聚丁二烯,又可得1,2结构的聚丁二烯;而具有f电子的稀土催化剂聚合共轭双烯烃,无论怎样改变其聚合条件和配体,一般皆得高顺式聚合物.一般认为:这种定向性的特征是由单体向活性中心上配位、插入时的环境及活性中心的本质所决定的.在第一报中作者利用同一种配位体,使具有d电子的过渡金属Fe和具有f电子的稀土     

聚苯胺对钯催化甲酸电氧化反应的促进作用

钯基纳米材料是甲酸电氧化反应的优良催化剂.本工作制备了两个系列钯基催化剂,并考察了聚苯胺对钯上甲酸电氧化反应的助催化作用.一种是以聚苯胺为基底,在其表面电沉积钯纳米粒子,制得nPANI/Pd催化剂(n表示聚合苯胺的循环数);另一种是直接在商业Pd/C催化剂表面电聚合苯胺,制得Pd/C/nPANI催化剂.结果显示,聚苯胺单独存在时对甲酸电氧化反应没有催化活性,但其可对钯上甲酸电氧化反应呈现明显的促进作用,且促进作用与聚苯胺的厚度(聚合循环数)密切相关.在两个系列催化剂中,15PANI/Pd和Pd/C/20PANI显示出最高的催化性能.15PANI/Pd中钯的质量比催化活性是纯钯催化剂的7.5倍; Pd/C/20PANI中钯的质量比催化活性和本征催化活性分别是商业Pd/C催化剂的2.3和3.3倍.钯催化性能的提升与聚苯胺和钯纳米粒子间的电子效应有关.     

乙烯与丙烯在负载型钛系催化剂上的共聚合行为

乙烯与α-烯烃配位共聚速率明显高于乙烯均聚速率~[1～4],其原因可归结为化学促进作用或单体扩散的影响.本文通过考察乙烯-丙烯在负载型钛系催化剂上的共聚动力学行为、催化剂-聚合物颗粒形态及改变聚合中单体的组成,以期进一步了解乙丙共聚反应的特征. 1 实验部分 1.1 催化剂及聚合 载体催化剂由无水MgCl_2、TiCl_4和EB共研磨而成,使用前用     

α-Ti(HPO_4)_2负载型茂金属催化剂的合成及其催化乙烯聚合性能

将茂金属催化剂Cp_2ZrCl_2负载在层状材料α-Ti(HPO_4)_2上,研究了负载型茂金属催化剂α-Ti(HPO_4)_2/MAO/Cp_2ZrCl_2对乙烯的聚合行为,并将其与以硅胶为载体的负载型茂金属催化剂SiO_2/MAO/Cp_2ZrCl_2的催化性能及MAO/Cp_2ZrCl_2的均相催化性能相比较.结果发现,在相同聚合条件下,α-Ti(HPO_4)_2/MAO/Cp_2ZrCl_2对乙烯的聚合催化活性更高,且聚合产物的相对分子质量更高.α-Ti(HPO_4)_2具有作为茂金属催化剂载体的潜在应用价值.     

丙交酯开环均聚合

生物可降解脂肪族聚酯--聚丙交酯由可再生资源获得.聚丙交酯独特的物理性质使得它在包装、涂层、纤维、薄膜等方面有着广泛的应用.聚丙交酯低成本、大规模的生产及应用将极大地减轻对石油产品的依赖.高分子量的聚丙交酯主要由丙交酯开环聚合制备.本文总结了催化丙交酯开环聚合的3大类催化剂及其反应机理;综述了近年来国内外在丙交酯均聚合催化剂开发上的研究进展,并重点论述了稀土催化剂在丙交酯开环聚合中的优势及由其催化合成的聚丙交酯在生物学应用中的优点.     

丙烯聚合用TiCl_4/MgCl_2催化剂的研究——聚合温度和烷基铝的影响

研究了不同助催化剂和不同聚合温度对催化剂TiCl4/MgCl2/9,9-双(甲氧基甲基)芴(BMMF)丙烯聚合性能的影响.研究结果发现该催化剂在高温(100℃)聚合时,采用还原能力和络合能力较弱的烷基铝(Hex3Al)为助催化剂可以得到高的立构选择性(97%)和高活性.100℃聚合时不同的助催化剂对催化剂得到的聚丙烯结构有重要影响.助催化剂为Me3Al聚合得到的中等等规聚丙烯含量比其他烷基铝高.助催化剂为Et3Al聚合得到聚丙烯链结构中含有少量乙烯共聚单元;而助催化剂为Me3Al,iBu3Al和Hex3Al聚合得到聚丙烯链结构中没有发现共聚单元.     

α-亚甲基-β-丁内酯的区域选择性聚合:合成线形与环状聚酯

设计不同的催化体系或引发剂实现了α-亚甲基-β-丁内酯(MβBL)单体的区域选择性聚合,合成不同拓扑结构的聚酯.选用偶氮二异丁腈(AIBN)自由基引发剂,选择性聚合MβBL的α位上亚乙烯基双键,形成线形含有四元环内酯单元的聚酯.使用SalenAlCH3金属配合物催化剂,区域选择性在MβBL的酰-氧键断裂,生成双键保留以间同结构为主的结晶性线形聚酯.有机强碱是MβBL的高效开环聚合催化剂,获得以酰-氧键断裂为主的线形聚酯.而使用简单碘化钠催化MβBL开环聚合,形成以烷-氧键断裂为主的结晶性环状聚酯.     

聚苯胺对钯催化甲酸电氧化反应的促进作用（英文）

钯基纳米材料是甲酸电氧化反应的优良催化剂.本工作制备了两个系列钯基催化剂,并考察了聚苯胺对钯上甲酸电氧化反应的助催化作用.一种是以聚苯胺为基底,在其表面电沉积钯纳米粒子,制得n PANI/Pd催化剂(n表示聚合苯胺的循环数);另一种是直接在商业Pd/C催化剂表面电聚合苯胺,制得Pd/C/n PANI催化剂.结果显示,聚苯胺单独存在时对甲酸电氧化反应没有催化活性,但其可对钯上甲酸电氧化反应呈现明显的促进作用,且促进作用与聚苯胺的厚度(聚合循环数)密切相关.在两个系列催化剂中,15PANI/Pd和Pd/C/20PANI显示出最高的催化性能.15PANI/Pd中钯的质量比催化活性是纯钯催化剂的7.5倍;Pd/C/20PANI中钯的质量比催化活性和本征催化活性分别是商业Pd/C催化剂的2.3和3.3倍.钯催化性能的提升与聚苯胺和钯纳米粒子间的电子效应有关.     

乙烯反应中的铁配合物催化剂：从概念到产业化

聚烯烃的核心是催化剂,地球上丰度最高的过渡元素铁的配合物在催化乙烯反应中展示了优异性能,本文综述了用于乙烯低聚与聚合的铁配合物催化剂的最新进展.通过调控所用配体的电子效应和空间位阻可以实现乙烯催化性能与所得聚合物微观结构的控制;铁催化剂具有独特的优势,不仅实现α-烯烃制备,而且可以制备高度线性聚乙烯包括制备窄分布的聚乙烯蜡.铁催化剂未来将在高附加值聚乙烯有巨大应用潜力.     

杯[4]芳烃钛-Al(iBu)_3催化乙烯聚合

众所周知 ,茂金属催化剂用于烯烃聚合 ,不仅具有高的催化活性 ,而且能制得高规整度聚合物 ,在理论研究和工业应用中都有十分重要的意义 ,国际上已形成对茂金属催化剂的研究热潮 .人们在致力于研究茂金属催化剂的同时 ,并没有停止对非茂金属均相催化剂的研究 ,其中酚氧基钛、锆配合物的优良催化性能尤为引人注目 ,这类新型均相催化剂能高效地催化烯烃均聚[1 ] ,苯乙烯间规聚合[2 ] ,乙烯 苯乙烯共聚等[3] .杯芳烃是由若干个对叔丁基苯酚通过亚甲基经 2 ,6位连接而成的一类环状大分子 ,其结构与酚氧类配体相似 .李勇等曾发现杯芳烃钛化合物与…     

丁二烯在某些钕催化剂体系中聚合活性中心数的测定和动力学的研究Ⅰ.聚合条件对活性中心浓度的影响

本文应用氘醇淬灭法测定了钕化合物-烷基铝-丁二烯聚合体系的活性中心浓度.对五种钕化合物和三种烷基铝所组成的不同催化剂体系进行测定的结果表明:其活性中心浓度在0.004～0.08mol/molNd内变化.本文还研究了聚合条件及催化剂组成对活性中心浓度及增长速度常数的影响.结果表明:增长速度常数不随烷基铝及钕化合物的种类而变化,因此,对于不同组成的催化剂,其聚合活性的差别主要在于活性中心浓度的变化.