共轭二烯烃聚合用铁系催化剂及聚合物性能

介绍了共轭二烯烃聚合用铁系催化剂的研究进展及所制备聚合物的性能.铁元素是地壳中含量最为丰富的过渡金属,因其经济性和环境友好性,在催化领域得到了越来越多的关注.在共轭二烯烃聚合领域,已研制出多种高活性、高选择性的含氮和磷化合物为配体或催化剂组分的铁系催化剂.基于催化剂组成,可制备具有不同微观结构和规整性的丁二烯、异戊二烯和1,3-戊二烯等共轭二烯烃聚合物.催化体系中活性中心的空间和电子效应是控制其活性和选择性的关键.近年来开发的以亚磷酸酯为第三组分的铁系催化剂更是因其简单易得、高活性及高选择性,具有实际应用价值.所制备的无规和间同1,2-聚丁二烯、3,4-聚异戊二烯具有优异的抗湿滑性、低生热、低滚动阻力和良好的力学性能,可作为高性能轮胎用材料.     

先进催化剂及其用于乙烯/丙烯配位共聚的研究进展

乙烯-丙烯共聚物及乙烯-丙烯-少量二烯烃共聚物(简称乙丙橡胶)只能通过催化剂作用下烯烃配位共聚方法来合成,其微观结构、共聚组成、序列分布及拓扑结构等与催化剂密切相关.乙丙橡胶是世界上七大通用合成橡胶品种之一,具有优异的弹性、耐臭氧、耐热、耐候及耐老化性能等,应用广泛.本文分别论述了乙烯/丙烯配位共聚中所用催化剂的研究进展、催化特性及工业应用情况,主要包括齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂和非茂金属配合物催化剂,探讨主催化剂中金属的种类与价态、主催化剂中配体的结构、助催化剂、添加剂等因素对催化活性、共聚组成、分子量、分子量分布及序列分布等的影响规律.采用先进催化剂,可提高催化活性及丙烯插入率,调控共聚物的分子量及其分布,调控共聚物的序列分布与拓扑结构,设计合成高性能乙丙橡胶.     

双亲双官能度引发剂引发亲水单体和亲油单体进行自由基界面共聚合的研究

研究新型聚合方法是高分子化学领域内一个前沿领域,具有重大的理论与实际意义.现行的界面聚合只能进行界面缩合聚合,不能进行自由基聚合.另一方面,在自由基共聚合中,只有当竞聚率 r_1>1,r_2>1时,才能得到自由基嵌段共聚物,不仅满足上述竞聚率的单体的数目有限,而且这类共聚合很难控制嵌段数目的长度,特别是亲水单体和亲油单体之间的自由基共聚     

钒配合物及其催化乙烯与α-烯烃共聚的研究进展

摘要乙烯与α-烯烃(如丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等)共聚可制备乙丙橡胶、线形低密度聚乙烯、聚烯烃热塑弹性体和烯烃多嵌段共聚物等聚烯烃材料.在乙烯与α-烯烃共聚过程中,催化剂起着至关重要的作用.本文总结了用于催化乙烯与α-烯烃共聚的钒配合物催化剂及其催化性能的研究进展,包括钒配合物中钒的价态及配体的结构对乙烯与α-烯烃共聚的催化活性、单体竞聚率、共聚组成、序列分布、分子量及分子量分布的影响.钒(III)配合物主要包括含氮杂环卡宾单齿配体、N^N或N^O双齿配体以及三齿或四齿配体的钒(III)配合物,其中含有双齿配体的钒(III)配合物催化乙烯与1-己烯共聚活性可高达8820 kg mol~(–1)h~(–1),配体空间位阻的增大阻碍α-烯烃的插入,使乙烯的竞聚率提高,α-烯烃的竞聚率降低,从而使α-烯烃的插入率降低;增加配体齿数,催化活性和共聚单体插入率均降低.钒(IV)配合物主要包括含胺类单齿或双齿配体、含N^O双齿配体和含O^N^N^O四齿配体的钒(IV)配合物,含N^O双齿配体钒(IV)配合物的催化活性通常低于含有相同配体钒(III)配合物的催化活性.钒(V)配合物主要包括含氮杂环卡宾配体的钒(V)配合物、亚胺钒(V)配合物以及含螯合芳氧基配体的钒(V)配合物,其中含螯合芳氧基配体的钒(V)配合物催化乙烯与丙烯共聚的催化活性可高达144400 kg mol~(–1)h~(–1),但共聚产物中丙烯结构单元含量不高于15%(mol);含氮杂环卡宾(NHC)配体的钒(V)配合物可用于乙烯与丙烯拟活性共聚,制备出丙烯结构单元含量高的超高分子量乙烯-丙烯无规共聚弹性体.     

立构嵌段聚合物的合成方法

高分子合成是高分子科学的基础,高分子合成中探索和开发新的催化体系、新的聚合方法来控制聚合物的微观结构进而赋予材料优异的物理化学性能是推动高分子科学向前发展的极其重要的研究课题.立构嵌段聚合物是一种特殊的聚合物,其各嵌段链是由相同的结构单元组成但各嵌段链构型不同,此类聚合物在性能上常常表现出类似于热塑性弹性体的性质.因此,立构嵌段聚合物的合成引起了人们的极大关注.本文综述了几大类立构嵌段聚合物(包括聚丙烯,聚双烯烃,聚丙烯酸酯以及聚乳酸等)的合成方法,并详细介绍了制备中所用的催化体系以及聚合机理.     

二价稀土有机配合物催化苯乙稀聚合研究——茂环取代基对催化活性的影响

二价钐、镱有机配合物是一类强还原剂,它们不仅可以作为单电子转移试剂与R—X如卤代烃、醛、酮、不饱和烃及伯氢化物等富电子试剂反应,而且还可以催化炔烃氢化、乙烯聚合及甲基丙烯酸甲酯聚合。二价稀土有机配合物的合成、结构及催化性能的研究在近几年已越来越多地引起人们的重视,但二价烯土有机配合物催化苯乙烯聚合以及不同配体对催化     

苯乙烯-异戊二烯渐变嵌段共聚物序列分布的Monte Carlo模拟

苯乙烯-异戊二烯的渐变嵌段聚合物(Tapered block polymer)的链结构及其聚集态结构是令人感兴趣的,它是用两种竞聚率不同的单体同时投入共聚得到,这样的共聚物,单体单元的组成是连续变化的即苯乙烯(S)的摩尔分数从一端的1变到另一端的0,而异戊二烯(Ⅰ)的摩尔分数从一端0变到另一端的1。我们用同时投料的阴离子法合成了5个S和Ⅰ重量比为1:1,但总分子量不同的SI渐变嵌段聚合物,对其~(13)C NMR谱进行归属,在这基     

对双烯有聚合活性的结晶双金属稀土络合物

Ziegler—Natta催化剂活性中心的结构问题迄今仍为争论的焦点.在定向聚合研究中从均相催化体系中分离出结晶的双金属络合物报道不多.环戊二烯氯化钛和氯化钴两类双金属络合物是显著的例子,前者对乙烯有聚合活性,后者能定向聚合丁二烯.最近报道合成出的稀土双金属络合物对乙烯聚合有活性.但双金属稀土催化剂聚合双烯烃得到高定向性聚合物的结果尚未见文献报道.     

金属配位(螯合)型离子液体在二氧化碳吸收和转化中的研究进展

金属配位型离子液体(ionic liquids, ILs)是一类由金属离子与有机或无机配体通过配位作用形成的低温熔盐.其中,当金属离子与配体具有多齿配位点时,将其称为金属螯合型ILs.目前,金属配位(螯合)型ILs已经被广泛用于气体吸收和有机催化等领域,显示出了优异的性能.本文首先对近年来金属阴离子配位型ILs和金属阳离子螯合型ILs在二氧化碳(CO_2)吸收中的应用进行综述,重点讨论了金属离子、配体和阴离子种类对CO_2吸收性能的影响;其次,总结了金属阴离子配位型ILs、金属阳离子配位型ILs、金属阴阳离子配位型ILs和金属阳离子螯合型ILs催化CO_2化学转化的研究进展,分析比较了不同类型金属配位(螯合)型ILs催化CO_2与环氧、末端炔烃、炔丙醇等底物的反应性能与机理;最后,阐述了金属配位(螯合)型ILs应用于CO_2吸收与化学转化时存在的问题与面临的挑战与机遇.     

DSC和XRD方法研究乙烯原位共聚所得支化聚乙烯的链结构

通过差示扫描量热法(differential scanning calorimetry, DSC)研究了乙烯原位聚合线性低密度聚乙烯(LLDPE)在连续自成核退火过程中的分步结晶, 得到产物链结构的支化非均匀性的信息. 研究发现LLDPE在经过热分级处理后其熔融曲线呈多峰状, 表明产物具有一定的非均匀性, 不同长度链段所形成的晶片厚度在4~10 nm之间; X射线衍射(XRD)结果表明, 各不同晶面所对应的微晶尺寸在几十纳米左右. 比较了其与乙烯和长链α-烯烃共聚物的DSC热分级曲线和XRD曲线, 结果表明两者存在一定的统一性. 由此认为可以利用乙烯与不同链长α-烯烃共聚的方法模拟乙烯原位聚合产物, 从而简化了研究乙烯原位聚合产物结构的复杂性.     

1,5-环辛二烯在三氯化铝引发下的跨环聚合

1,5-环辛二烯在过渡金属卤化物的催化下通常发生开环聚合,生成含烯键的线型开链聚合物。至于生成饱和结构的跨环均聚物(Ⅰ),则只有MarveL等人报道过一例,是在三异丁基铝-四氯化钛复合     

丙烷氧化脱氢催化剂正钒酸镨活性位的研究

钒基催化剂是很多重要的氧化反应的催化剂。工业上生产硫酸是用碱金属(如K)助催的负载型V_2O_5催化氧化SO_2生成SO_3。正丁烷(烯)氧化制马来酸酐采用的是VPO催化剂。近年来发现的VMgO催化剂,对丙烷、丁烷等低碳烷烃的氧化脱氢具有良好的催化作用。各种氧化物负载的钒基催化剂也被尝试用于低碳烷烃的选择氧化。但由于钒本身有多种价态( 5, 4, 3等),且可以与其他金属离子形成多种钒酸盐(正钒酸盐、焦钒酸盐、偏钒酸盐),因此,钒基催化剂一般比较复杂.研究钒基催化剂在催化反应中的活性相、活性位,可以为设计和研制有效的低碳烷烃选择氧化催化剂提供理论基础。我们曾经报道纯相的稀土正钒酸盐在丙烷氧化脱氢中的催化作用。本文报道用顺磁共振(ESR)、程序升温脱附(NOTPD,O_2-TPD)、~(18)O_2-同位素交换等方法研究正钒酸镨的活性位。     

可控窄分布己内酯低聚物的制备

日本东京大学S.Inoue(井上)及其研究小组近十余年用四苯基卟啉铝化物,特别是四苯基卟啉氯化铝(TPPAlCl)和四苯基卟啉烷氧基铝(TPPAlOR)作催化剂对环氧化物、内酯等开环聚合进行了一系列研究,表明用此型催化剂得到的聚合体分子量分布窄(1.05—1.20),能进行嵌段共聚合,并能将CO_2、酸酐等共聚到聚醚或聚酯链中。     

烯烃聚合助催化剂:发展、应用和展望

每年聚烯烃全球产量超1亿吨,其被广泛应用到人类生产生活各个领域.相比非均相聚合技术,单活性中心金属催化均相烯烃聚合可以用于合成分子量分布较窄、链段长度可控,以及插入率均匀的聚烯烃分子.通过灵活地对聚烯烃分子结构进行调节,可制备性能可调的聚烯烃材料,能够应用到医疗包装器械等较高端领域.实现高效均相聚合的关键在于选择合适的催化剂和助催化剂组合.其中,助催化剂的主要作用是与催化剂前体反应,生成并稳定活性的金属阳离子,后者是催化烯烃聚合的中心.本文总结概括了烯烃聚合助催化剂领域近20年来较重要的工作,包括新型结构研究:单核、双核硼基、铝基以及聚合物基助催化剂;活化机理研究:用工业催化相关的吡啶胺基铪络合物作为示例展现催化剂和不同助催化剂复杂的化学反应过程;聚合中的应用:双核助催化剂及助催化剂结合配位链转移反应用于合成结构新颖的聚烯烃分子;助催化剂促进催化剂失活反应的研究;以及对助催化剂未来可能发展方向进行展望.     

嵌段共聚物的重均分子量和Callot不等式

嵌段共聚物作为合成材料,例如热塑弹性体和工程塑料,具有较大的应用价值和理论意义。关于嵌段共聚物的重均分子量,前人已有定义,但对式中的Rempp-Benoit项尚缺乏进一步的研究。因此,还不能对嵌段共聚物的重均分子量作有效的数值计算。此外,重要的Callot不等式亦不曾在理论上得到应有的证明。阴离子型活性共聚合反应是合成嵌段共聚     

3-丙烯酰氧-4-氧-3,4-二氢化-1,2,3-连三氮杂茚的合成及聚合

在前一简报中,我们曾报道了丙烯酸活性酯,N-(对丙烯酰氧苯甲酰氧基)丁二酰亚胺的合成,聚合及其共聚物与蛋白质的固定化.本文扼要报道另一新类型的丙烯酸活性酯,3-丙烯酰氧-4-氧-3,4-二氢化-1,2,3,-连三氮杂茚的合成及聚合.     

有机钼、钨化合物研究——新的炔烃聚合催化剂及其聚合物的性质

我们曾报道了钼、钨卡宾络合物对炔烃的催化聚合作用和聚合机理。本文首次报道应用钨卡宾和AlCl_3(无水,下同)组成催化体系,催化炔烃聚合.发现此催化体系对乙炔、单取代乙炔(如苯乙炔、氯丙炔)和双取代乙炔(如二苯乙炔、1,4-二氯-2-丁炔)的聚合均具有一定的催化活性,尤其是对二苯乙炔的催化聚合的效果更好。     

环化聚合的研究——4—取代庚二烯—1,6的聚合

1953年Simpson等最早提出了某些非共轭双烯聚合时有环化现象。Marvel等曾对2,6-取代庚二烯-1,6的聚合进行研究,指出庚二烯-1,6在游离基引发下不易聚合,而2,6-取代庚二烯-1,6则可进行聚合,生成线型可溶的聚合体,鏈节中含有六元环结构。但是关于4-取代庚二烯—1,6的聚合研究,文献上从无报导。我们合成了二丙烯基丙二酸二乙酯(Ⅰ)、二丙烯基丙二酸二甲酯(Ⅱ)、二丙烯基氰基醋酸乙酯(Ⅲ)、二丙烯基醋酸乙酯(Ⅳ)及α,α′二氯代丙烯基丙二酸二乙酯(Ⅴ),并作了在过氧化苯甲酰(BPO)引发下的聚合研究。     

渐变嵌段共聚物界面的脉冲核磁共振研究

由于聚苯乙烯(PS)和聚异戊二烯(PI)的高度不相容性,使得相应的嵌段共聚物(SI)的临界温度T_c很高,这对融熔加工是不利的。对于给定单体(即S、I)、化学组成、总分子量的嵌段共聚物,这一弱点可以通过改变链结构中不相容单体的混合方式和程度来克服。本文     

常温常压下乙烯聚合的新催化体系LnCl_3-C_2H_5OH-(C_2H_5)_3Al

有关双烯烃在稀土催化剂作用下的聚合已发表了不少工作,但用这类催化剂聚合乙烯的研究,只有少数专利报道,且催化活性小,并需在较高的压力下聚合。本文介绍一个新的常温常压下聚合乙烯的催化体系LnCl_3-C_2H_5OH-(C_2H5),Al(Ln代表从La至Lu的稀土离子),并研究了影响催化活性的因素。