稀土催化制备窄分子量分布高顺式聚异戊二烯及聚合反应动力学

由稀土羧酸钕盐(Nd)、三异丁基铝(Al)、含氯活化剂(CE)及醇(OH)组成的均相稀土羧酸盐催化体系,用于异戊二烯(Ip)定向聚合,其中含氯活化剂(CE)为氯代烃(CE1)或氯代羧酸酯(CE2).研究了CE和OH的化学结构及Al用量对Ip聚合及聚异戊二烯(PIp)微观结构、分子量及分子量分布的影响,将原位全反射傅立叶红外光谱(in situ ATR-FTIR)技术应用于研究稀土催化Ip配位聚合反应过程及聚合反应动力学,采用FTIR、GPC、NMR及DSC等测试手段表征PIp的微观结构、分子量及其分布、序列分布及热性能.实验结果表明,在稀土催化异戊二烯聚合反应中,少量的CE2和OH有助于提高催化活性、降低分子量分布和提高顺式含量.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(Ea)为69.5 kJ/mol.通过调节催化剂组分配比及聚合工艺条件,可制备出顺-1,4结构含量可达98%以上、窄分子量分布(Mw/Mn=1.6～2.4)的高顺式聚异戊二烯.     

用一稀土催化剂合成高分子量聚苯乙烯

由Nd(oct)3(Nd)、Al(i-Bu)3(Al)和C4H9Cl(BCL)三组分组成稀土催化体系,催化苯乙烯(St)在环己烷溶剂中进行配位聚合,考察Al/Nd摩尔比、BCL/Nd摩尔比、陈化温度、陈化时间、催化剂用量、聚合温度与时间等因素对苯乙烯聚合、催化活性以及聚苯乙烯产物(PS)分子量与分子量分布的影响.当Al/Nd=8-12(摩尔比),BCL/Nd=5-25(摩尔比),Ta=40-50℃,ta=6-20 h,Tp=40-50℃时,可以得到高分子量聚苯乙烯,其中重均分子量可高达7.6×105.聚合产物中不溶于丁酮的聚苯乙烯的熔点高达268℃,主要含有间规结构聚苯乙烯和少量等规结构聚苯乙烯;偏光显微镜观察结果表明,可溶于丁酮的聚苯乙烯也是含有部分立构规整链段的聚合物.     

原位ATR-FTIR法研究丁二烯配位聚合反应动力学

将原位全反射傅立叶红外光谱(in situATR-FTIR)技术应用于研究稀土催化丁二烯配位聚合反应过程,探讨了采集FTIR谱图的背景、用于定量计算的特征峰的选择与确定、单体浓度和所确定的特征峰强度的关系及丁二烯溶液聚合反应动力学.在聚合过程中不同时间取样得到聚合物样品,采用GPC、FTIR、POM和DSC分别对这些样品进行分子量及其分布、微观结构及其含量、玻璃化温度及结晶特性的分析与表征.结果表明,选用溶剂正己烷为背景,采集的FTIR谱图(600~1800 cm-1)中仅出现丁二烯的3个特征峰1592、1010和904 cm-1,且基线更为平滑,计算误差小.在丁二烯浓度为0.46~3.88 mol.L-1的范围内,丁二烯的这3个特征峰的强度均与丁二烯浓度成正比,其中904 cm-1处的特征峰强,可选作定量计算的特征峰.聚合反应速率对单体浓度呈现一级动力学关系,表观增长活化能为56.5 kJ.moL-1.聚丁二烯产物的分子量随单体转化率呈线性增加,其GPC谱图表明所得聚合物的分子量呈单峰分布,分布指数(Mw/Mn)在2.5左右.聚丁二烯产物中顺-1,4结构含量大于98%,其玻璃化转变温度约为-109℃,可产生较明显的结晶现象.