单茂钪催化乙烯与苯乙烯衍生物共聚合的研究

以(C5Me4Si Me3)Sc(CH2C6H4NMe2-o)2和[Ph3C][B(C6F5)4]组成的单茂钪催化体系,考察了其催化不同取代基团苯乙烯衍生物均聚合以及与乙烯共聚合的性能.结果表明单茂钪催化体系可以催化对甲基苯乙烯和对乙烯苯基二甲基硅烷均聚合,高活性(106g聚合物(mol Sc)-1h-1)地获得高间规聚合物;催化二乙烯基苯和乙烯苯基-1-丁烯聚合会发生不同程度的交联反应.在1.01×105Pa乙烯压力下,单茂钪催化体系分别催化对甲基苯乙烯、对乙烯苯基二甲基硅烷与乙烯与共聚合,获得了组成和分子量可控的乙烯/对甲基苯乙烯、乙烯/对乙烯苯基二甲基硅烷共聚物,共聚合活性高达106g聚合物(mol Sc)-1h-1.通过1H-NMR、13CNMR、GPC和DSC对共聚物组成、结构和热性能进行了分析表征.结果表明,在1.01×105Pa乙烯压力下改变苯乙烯衍生物的用量,共聚物中对甲基苯乙烯或对乙烯苯基二甲基硅烷的摩尔含量可以在8 mol%~55 mol%间调控,共聚物含有间规聚对甲基苯乙烯嵌段或间规聚对乙烯苯基二甲基硅烷嵌段、聚乙烯嵌段和乙烯-苯乙烯衍生物的链接序列,共聚物分子量(Mn)可以在3×104~16×104间调控,共聚物具有约127℃的熔点.     

单茂钪催化非共轭双烯环化聚合及与乙烯共聚合的研究

以(C5Me4SiMe3)Sc(CH2C6H4NMe2-o)2和[Ph3C][B(C6F5)4]组成的单茂钪催化体系催化非共轭双烯均聚合及与乙烯共聚合,考察了聚合条件及非共轭双烯结构对聚合活性、产物分子量和微结构的影响.单茂钪催化体系中,单体浓度、聚合温度、聚合溶剂以及烷基铝试剂对1,5-己二烯的聚合活性和选择性以及聚合产物的分子量和分子量分布均有较大影响.室温甲苯溶剂中,单茂钪可以催化1,5-己二烯,1,6-庚二烯,1,7-辛二烯,1,9-癸二烯四种非共轭双烯聚合获得相应的聚合物;除1,9-癸二烯聚合获得不溶的交联聚合物外,其它非共轭双烯聚合均获得可溶的环烯烃聚合物.1,5-己二烯聚合形成亚甲基-1,3-环戊基(MCPN)五元环和四元环开环形成的3-乙烯基四亚甲基(VTM)结构单元.1,6-庚二烯聚合完全环化形成亚甲基-1,3-环己基(MCHX)六元环和乙烯基-1,2-环戊基(ECPN)五元环结构单元,1,7-辛二烯聚合形成亚甲基-1,3-环庚基(MCHP)七元环结构单元和未环化的悬挂己烯(HEB)结构单元.室温1.01×105Pa乙烯压力下,单茂钪催化体系还可以快速催化非共轭双烯1,5-己二烯,1,6-庚二烯,1,7-辛二烯,1,9-癸二烯与乙烯共聚合,获得含有环状结构单元、悬挂双键结构单元和聚乙烯嵌段的无规共聚物.在单茂钪催化非共轭双烯均聚合及与乙烯共聚合中,非共轭双烯的链长直接影响了其聚合活性和选择性.     

单茂钪催化苯乙烯衍生物与异戊二烯共聚合的研究

研究了单茂钪(C_5Me_4SiMe_3)Sc(CH_2C_6H_4NMe2-o)_2催化异戊二烯(IP)与苯乙烯衍生物对氯苯乙烯(St-Cl)、4-二甲基硅氢苯乙烯(St-Si HMe_2)共聚合的性能,通过NMR、GPC和DSC对所获共聚物的微观结构和热性能进行表征分析.结果表明,在室温氯苯溶剂中,改变IP和苯乙烯衍生物的用量,单茂钪均可以催化IP与St-Cl、St-SiHMe_2共聚合,获得了组成可控(IP含量21 mol%～95 mol%)、高分子量(M_n=3.1×10~4～15.9×10~4)、窄分布(M_w/M_n=1.21～1.92)的IP/St-Cl和IP/St-SiHMe_2两类共聚物,共聚物中IP形成1,4-和3,4-结构单元,苯乙烯衍生物形成间规聚合结构.苯乙烯衍生物取代基的电负性直接影响共聚合活性和共聚物的序列分布.IP与St-SiHMe_2共聚合活性(10~5 g聚合物molSc~(-1) h~(-1))远高于IP与St-Cl共聚合活性(10~4 g聚合物mol Sc~(-1) h~(-1));相同共聚合条件下St-SiHMe_2的插入率高于St-Cl.单茂钪催化IP与St-Cl共聚合获得了梯度共聚物,IP/St-Cl共聚物具有源自聚IP链段的玻璃化转变温度(T_g=-1～5°C)和源自间规聚St-Cl链段的熔点(T_m=314～318°C).单茂钪催化IP与St-SiHMe_2共聚合获得无规共聚物,IP/StSiHMe_2共聚物具有一个T_g,该T_g值(12～82°C)随St-SiHMe_2含量(13 mol%～79 mol%)的增加而线性增加.     

单茂钛催化剂的苯乙烯间规聚合和乙烯聚合的比较

考察三甲基铝（ＴＭＡ） 部分水解法制备固体改性甲基铝氧烷（ｍ ＭＡＯ） 时,反应物Ｈ２Ｏ 和ＴＭＡ 的摩尔比对ｍ ＭＡＯ 的产量及ｍ ＭＡＯ 中ＴＭＡ 含量的影响;以五甲基茂基三苄氧基钛［Ｃｐ ＊ Ｔｉ（ＯＢｚ）３］／ｍ ＭＡＯ 组成的均相催化体系,分别考察ｍ ＭＡＯ 的用量［ 即Ａｌ／Ｔｉ 摩尔比］ 及ｍ ＭＡＯ 中ＴＭＡ 含量对苯乙烯间规聚合和乙烯聚合的影响．通过分析Ｃｐ ＊ Ｔｉ（ＯＢｚ）３／ｍ ＭＡＯ 催化体系钛氧化态的分布,发现Ｔｉ（ Ⅲ） 活性中心有利于合成间规聚苯乙烯;而Ｔｉ（ Ⅳ） 活性中心有利于合成聚乙烯．苯乙烯间规聚合时,外加三异丁基铝（ＴＩＢＡ） ,将提高催化活性,同时可节省ＭＡＯ 用量．     

单茂钪催化月桂烯与丁二烯共聚合的研究

采用(C_5Me_4SiMe_3)Sc(CH_2SiMe_3)_2(THF)(1)、Cp′Sc(CH_2C_6H_4NMe_(2-)o)2(2:Cp′=C5Me4SiMe3;3:Cp′=C5H5)3种单茂钪催化剂,考察了其催化月桂烯均聚合以及与丁二烯共聚合的性能,并对所获聚合物的微观结构和热性能进行了分析.结果表明,单茂钪的配体结构直接影响月桂烯聚合的选择性和分子量.配体空间位阻较大的单茂钪1和2催化月桂烯均聚合的活性和选择性相当,获得以3,4-结构为主(61%~74%)的聚月桂烯.配体空间位阻较小的单茂钪3催化月桂烯均聚合的催化活性高达10~5 g polymer mol Sc~(-1) h~(-1),获得以cis-1,4-结构为主(95%)的聚月桂烯,聚月桂烯的玻璃化温度为-70°C.采用单茂钪3改变其与月桂烯的比例可实现对聚月桂烯分子量的有效调控(Mn=7.0×10~4~2.31×10~5).单茂钪3也可以催化月桂烯和丁二烯共聚合,5 min内两单体的转化率均达100%,获得与加料组成一致的月桂烯-丁二烯无规共聚物,共聚合活性高达10~5 g polymer mol S_c~(-1) h~(-1).在本文实验范围内设计获得了月桂烯含量范围为19 mol%~75 mol%、Mn在1.02×10~5~2.32×10~5、分子量分布在1.38~1.84的月桂烯-丁二烯无规共聚物,共聚物中两单体的1,4-选择性均大于92%.所获不同组成的月桂烯-丁二烯共聚物只有一个玻璃化转变温度.共聚物中月桂烯的含量由19 mol%的增加到75 mol%,共聚物的玻璃化转变温度从-95°C增加到-71°C.     

苯乙烯间规聚合进展

苯乙烯间规聚合在近１０年来得到迅速的发展。本文将综述用于苯乙烯间规聚合的催化剂、助催化剂以及聚合机理。     

取代芳基钛酸酯类化合物催化苯乙烯间规聚合

以取代芳基钛酸酯化合物为催化剂催化苯乙烯聚合,考察了催化剂、聚合温度,摩尔比nAl/nTi以及聚合时间等因素对聚合行为及产物性质的影响。并用13C-NMR、FT-IR、DSC等手段表征了聚合产物。结果表明:在nAl/nTi=1 000,聚合温度为60℃条件下,2,2′-硫代双(4-甲基-6-叔丁基酚氧基)二氯化钛催化苯乙烯聚合显示出很高的催化活性,其活性为6.87×105g sPS/(mol Ti.h),所得聚合物为间规聚苯乙烯,间规度96.9%,分子量为1.98×105。     

单茂钪催化合成高顺式异戊二烯/苯乙烯共聚物的研究

合成了5种单茂双烷基稀土配合物Cp'Ln(CH2C6H4NMe2-o)2(1:Cp'=C5Me4Si Me3,Ln=Sc;2:Cp'=C9H7,Ln=Sc;3:Cp'=C5H5,Ln=Sc;4:Cp'=C5H5,Ln=Lu;5:Cp'=C5H5,Ln=Y)在助剂[Ph3C]-[B(C6F5)4]的活化下,考察了稀土金属和配体结构对异戊二烯和苯乙烯的均聚合活性和立体选择性的影响规律.结果表明小空间位阻的单茂钪(C5H5)Sc(CH2C6H4NMe2-o)2(3)催化异戊二烯聚合时,聚合活性和顺式立体选择性较优;催化苯乙烯聚合时获得无规聚苯乙烯.因此选用单茂钪催化剂3/[Ph3C][B(C6F5)4],考察了其催化异戊二烯/苯乙烯共聚合的性能,高活性地获得了组成和分子量可控、分子量窄分布的异戊二烯/苯乙烯多嵌段共聚物.通过1H-NMR,13C-NMR,GPC以及DSC对共聚物进行分析表征,结果表明,通过调控苯乙烯与异戊二烯的加料比例,共聚物中苯乙烯摩尔含量可以在1%~75%间调控,聚苯乙烯嵌段为无规聚苯乙烯;共聚物中聚异戊二烯顺-1,4选择性均大于91%;通过调控单体与催化剂的比例,共聚物分子量(Mn)可以在3.5×104~8.3×104间调控,分子量分布保持窄分布(Mw/Mn=1.71~1.94).     

聚合物负载的CpTiCl3催化苯乙烯间规聚合

苯乙烯间规聚合催化剂［１］的发现引起了工业界和学术界的重视［２～４］,现已积极开展了各方面的工作,其中之一就是将催化剂负载化［５～９］．但是以往的研究表明,将均相催化剂负载于无机载体上,如Ａｌ２Ｏ３,ＭｇＣｌ２和ＳｉＯ２等,催化剂的活性大大降低,所得...     

苯乙烯间规聚合催化剂进展

综述了苯乙烯间规聚合主催化剂的研究和开发状况。主要介绍茂、茚、多元稠合环，氟和非茂钛等较高活性催化剂的催化特性，从取代基的电子效应和空间效应以及活性种稳定性等方面阐述了不同催化剂的聚合活性差异。     

稀土催化乙烯/苯乙烯链穿梭共聚合

链穿梭聚合作为一锅法合成多嵌段聚合物的策略引起人们的研究兴趣.然而,其催化体系的构建难度大,导致实现链穿梭聚合的单体有限.本文基于三异丁基铝作链转移剂时,稀土金属配合物1催化乙烯/苯乙烯共聚合,得到富含乙烯/苯乙烯交替序列的共聚物且链转移效率接近100%的发现,开展了乙烯/苯乙烯链穿梭聚合的研究.首先探索配合物2催化乙烯/苯乙烯共聚合,发现所得共聚物中苯乙烯结构单元的含量<4%,因此考察了在不同烷基铝用量时,配合物2催化乙烯均聚合的行为,发现所得聚乙烯的分子量随着[Al]₀/[2]₀增加呈指数降低,幂指数为-0.778,表明链转移效率低于100%.采用1/2/AlⁱBu₃三元体系催化乙烯/苯乙烯共聚合得到双峰分布的聚合物,说明链穿梭聚合没有实现.进一步筛选发现,配合物3催化乙烯/苯乙烯共聚合时,随着[Al]₀/[3]₀增加,所得富间规聚苯乙烯序列共聚物的分子呈量指数降低,幂指数为-1.097,接近-1,表明链转移效率接近100%;同时催化体系的TOF...     

单茂钛／MAO体系催化乙烯／丙烯共聚合研究：Ⅰ.乙烯／丙烯共聚物的合成及聚合

采用合成的催化剂五甲基环戊二烯基三烯丙氧基钛「Ｃｐ＾＊Ｔｉ（ＯＡｌｌｙｌ）３」与改性甲基铝氧烷（ｍＭＡＯ）组成新型催化体系进行了乙烯／丙烯共聚合,考察了助催化剂（ｍＭＡＯ）中ＴＭＡ含量、气体配比、聚合温度、助催化剂和主催化剂浓度等因素对共聚合活性及产物分子量的影响,研究了其变化规律。结果表明,Ｃｐ＾Ｔｉ（ＯＡｌｌｙｌ）３／ｍＭＡＯ催化体系中钛的价态分布为Ｔｉ（Ⅳ）时对共聚合更为有利,制得了乙烯／丙烯无规共聚物弹性体。     

对苯乙烯磺酸钠聚合动力学及与丙烯酰胺共聚合的研究

采用膨胀计法研究了对苯乙烯磺酸钠(SSS)在水溶液中聚合动力学,确定了聚合速率方程,测定了聚合表观活化能,并研究了对苯乙烯磺酸钠与丙烯酰胺(AM )在水溶液中共聚合的动力学行为,利用聚电解质———共聚物P(SSS -co -AM)与阳离子表面活性剂N ,N ,N- 三甲基十六烷基溴化铵(CTAB)的复合作用,采用电导滴定法测定了共聚物的组成,从而测得了对苯乙烯磺酸钠与丙烯酰胺的竞聚率.研究结果表明,对苯乙烯磺酸钠聚合速率方程为RP =K[M]1 .0 [I]0 .53,说明链终止为双基终止方式,引发过程与单体浓度无关;聚合表观活化能为84 . 96kJ·mol- 1 ;采用Kelen Tudos方法,求得对苯乙烯磺酸钠(SSS)和丙烯酰胺(AM)两单体的竞聚率分别为rSSS =0 . 2 7,rAM =2 . 2 1;采用Alfrey Price经验规则估算了单体苯乙烯磺酸钠的Q、e值为QSSS=0 .2 2 ,eSSS=0 .4 6 .     

阳离子烷基钪配合物催化体系催化乙烯与丙烯共聚合的研究

双烷基钪配合物LSc(CH2SiMe3)2(L=(2,6-iPr2C6H3)NC(Me)CHPPh2N(2,6-Me2C6H3))在助催化剂[Ph3C][B(C6F5)4]的作用下能够高活性地催化乙烯和丙烯共聚.在反应温度30℃和乙烯与丙烯常压(1.0×105Pa)下聚合,共聚活性能够达到7.5×105g(PE)mol-1h-1(105Pa)-1.单体的竞聚率分别为rE=29.75和rP=0.015.13C-NMR和DSC分析表明所得到的乙丙共聚物是弹性体,且丙烯单体无规分布在共聚物链中.     

茂钛催化剂的苯乙烯间规聚合

比较了几种庞钛化合物/甲基铝氧烷/三甲基铝均相催化剂的苯乙烯间规聚合,认为茂基三正丙氧基钛[CpTi(O－n－Pr)₃]是苯乙烯间规聚合的良好催化剂[催化效率：ω_ps·ω_Ti^-1=4×10⁴g·g^-1]．探索了催化剂浓度、单体浓度、聚合温度和时间对苯乙烯聚合的影响．聚合反应产物用佛丁酮萃取,沸丁酮不可溶级分大于95％,经¹³CNMR分析该级分为间规聚苯乙烯．     

IndTiCl2(OR)/MAO体系催化苯乙烯间规聚合

Since Ishihara et al［1］ reported that a new macromolecule syndiotact ic polystyrene (s-PS) could be produced with high stereoregularity by using ( η5-Cp)TiCl3 activated with methylaluminoxane (MAO), more efforts were de voted to syntheses of new kinds of half-sandwich titanocenes and to elucidation of the relationship of precursor structure to its catalytic behavior［2～4］. The effect of the substituents attached to π-ligand on the styrene polym erization has been discussed［2～4］, but the effect of σ-bonded ligands has not been reported properly.     

CpTiCl2(OR)/MAO体系催化苯乙烯间规聚合的研究

茂金属催化剂广泛应用于催化α-烯烃和苯乙烯的定向聚合. 与传统的Ziegler-Natta催化剂相比, 茂金属催化剂催化活性中心单一, 聚合过程立体定向性强, 且往往得到用常规方法所不能得到的新型聚合物［1～5］. Ishihara等［6］首次采用钛金属有机化合物与甲基铝氧烷(MAO)体系催化苯乙烯聚合, 分离得到间规聚苯乙烯, 从此揭开了苯乙烯定向聚合的新篇章, 合成了大量茂金属有机化合物, 用于催化苯乙烯间规聚合, 其中半夹心结构的茂金属化合物CpTiX3［7,8］, IndTiCl3［3,4,9,10］［Cp=(未)取代环戊二烯基, Ind=(未)取代茚基; X=Cl, F, 烷氧基等］具有最好的催化活性及间规定向性. (CpHMe4)TiF3［8］催化活性高达1.01×108 g PS/(mol Ti*h), 间规度≥95%.     

单茂钛/MAO体系催化乙烯/丙烯共聚合研究Ⅰ.乙烯/丙烯共聚物的合成及聚合反应规律研究

采用合成的催化剂五甲基环戊二烯基三烯丙氧基钛 [Cp Ti(OAllyl) 3]与改性甲基铝氧烷 (mMAO)组成新型催化体系进行乙烯 /丙烯共聚合 ,考察了助催化剂 (mMAO)中TMA含量、气体配比、聚合温度、助催化剂和主催化剂浓度等因素对共聚合活性及产物分子量的影响 ,研究其变化规律 .结果表明 ,Cp Ti(OAllyl) 3/mMAO催化体系中钛的价态分布为Ti(Ⅳ )时对共聚合更为有利 ,制得了乙烯 /丙烯无规共聚物弹性体