乙烯高选择性四聚反应机理研究进展

1–辛烯作为乙烯共聚单体可极大地改善线性低密度聚乙烯的性能,因此乙烯高选择性四聚制1–辛烯得到了广泛关注.本文围绕铬基催化体系催化乙烯四聚反应机理,论述铬活性中心的价态、双膦胺配体、烷基铝助催化剂等关键因素对乙烯四聚反应机制的影响,对乙烯四聚可能存在的单铬金属中心和双铬金属中心反应机理的研究背景及现状进行总结,并提出乙烯四聚机理研究的思路.     

苊二亚胺镍/TiCl4复合负载催化剂催化乙烯聚合的研究

将苊醌和2-胺基联苯反应,并在硅胶柱分离N,N'-二(2-联苯基)苊二亚胺配体(L),在N2下,NiCl2与L反应,得一种新型苊二亚胺镍配合物NiLCl2,并将其与TiCl4复合负载在SiO2/MgCl2的复合载体上.分别研究了二者对乙烯聚合的催化性能,结果发现以烷基铝为助催化剂单一苊二亚胺镍配合物对乙烯的齐聚具有很高的活性,当[Al]/[Ni]达到60时,催化活性趋于最大;而其与TiCl4复合负载体系在通用烷基铝的助催化作用下催化乙烯聚合得到支化聚乙烯,30℃下,TiCl4-NiLCl2(摩尔量比为1:1)/SiO2-MgCl2为复合催化剂时,合成效果最好.此外,还得到温度、助催化剂的种类,[Al]/([Ni] [Al]),[Ni]/[Ti]比例等对聚合反应及产物的结构有较大影响.     

改性Ziegler-Natta体系催化乙烯/1-辛烯共聚合反应

采用改性Ziegler-Natta(Z-N)催化体系(n-BuO)TiCl₃/MgCl₂/AlEt₃催化乙烯/1-辛烯共聚合。考察了聚合温度、Al/Ti物质的量比、单体投料比及乙烯压力对聚合行为的影响,并与传统Z-N催化体系TiCl₄/MgCl₂/AlEt₃催化乙烯/1-辛烯共聚合行为进行了对比研究。采用GPC,DSC,¹³C-NMR,SEM对共聚物的结构、形态及性能进行了表征。结果表明,改性Z-N催化体系催化乙烯/1-辛烯共聚合时,1-辛烯的共聚能力明显高于传统Z-N催化体系,在共聚物中1-辛烯的插入量达2.26%（摩尔分数）,而传统Z-N催化剂1-辛烯的插入量仅为0.34%（摩尔分数）;Al/Ti物质的量比及单体投料比对催化剂的活性、1-辛烯的插入量、共聚物的分子量与分子量分布及共聚物的微观结构有明显的影响;根据¹³C-NMR结果计算了单体的竞聚率:r_E=55.00,r_O=0.023,其乘积r_E· r_O=1.27,表明该聚合物为无规共聚物。     

新型Ni(acac)2/TiCl4/L配体复合催化剂催化乙烯聚合制备支化聚乙烯的研究

制备了以MgCl2—SiO2为载体，以α—二亚胺配体L修饰的Ni(acac)2／TiCl4复合催化剂，以R2A1C1和R3A1为助催化剂，研究了催化剂的组成配比以及各种聚合条件对乙烯聚合反应的影响及其表观聚合动力学，并用IR、^13C NMR对聚合产物进行了结构分析和化度的测定。结果表明，Ni(acac)2／TiCl4/L配体复合催化剂有良好的齐聚和原位共聚性能，催化单-乙烯聚合获得了化聚乙烯，其中配体L2制得支化度为4—12支链数／1000C的化聚乙烯。     

SBA-15负载二氯二茂锆催化剂的制备及催化乙烯聚合反应

以介孔分子筛SBA-15为载体负载二氯二茂锆配合物制备了SBA-15负载二氯二茂锆催化剂,在助催化剂MMAO作用下,该负载催化剂常压下可高活性催化乙烯聚合,通过XRD、TEM、DSC表征了SBA-15负载催化剂和所得聚乙烯,结果发现:因载体的孔道效应而生成了纤维状聚乙烯.考察了反应温度、Al/Zr摩尔比对乙烯聚合活性的影响.     

新型Ni(acac)_2/TiCl_4/L配体复合催化剂催化乙烯聚合制备支化聚乙烯的研究

制备了以MgCl2 -SiO2 为载体 ,以α_二亚胺配体L修饰的Ni (acac) 2 TiCl4复合催化剂 ,以R2 AlCl和R3Al为助催化剂 ,研究了催化剂的组成配比以及各种聚合条件对乙烯聚合反应的影响及其表观聚合动力学 ,并用IR、1 3 CNMR对聚合产物进行了结构分析和支化度的测定。结果表明 ,Ni (acac) 2 TiCl4 L配体复合催化剂有良好的齐聚和原位共聚性能 ,催化单一乙烯聚合获得了支化聚乙烯 ,其中配体L2 制得支化度为 4～ 12支链数 10 0 0C的支化聚乙烯。     

中性镍配合物催化的乙烯水相聚合

用水杨醛亚胺镍配合物作催化剂,加入含表面活性剂的水相体系中,研究了乙烯在水相中的催化聚合.研究表明:50℃时可得到稳定的聚乙烯胶乳,但胶乳的固含量和聚合活性均较低;室温下聚合活性和聚乙烯的分子量明显提高,甚至高于在甲苯中的聚合活性.乳化剂复配使用可提高乙烯水相聚合的活性.用1H-NMR、DSC、GPC、WAXD以及动态流变性能等对室温下聚合所得的聚乙烯进行了分析,表明其为高分子量线性聚乙烯,熔点为135℃、结晶度为60%.     

聚合工艺对水杨醛亚胺中性镍配合物催化乙烯溶液聚合的影响

合成了水杨醛亚胺中性镍配合物和双(1,5-环辛二烯)合镍[Ni(COD)2]催化体系。研究了聚合工艺对催化体系在甲苯中催化乙烯聚合的影响。研究表明:随乙烯压力和搅拌速率的增加,聚合活性和聚乙烯的黏均分子量均增加,使得聚乙烯片的拉伸强度提高;室温下催化剂催化活性最高,黏均分子量也最大,聚乙烯晶体结构也较完善。用DSC、WAXD、GPC、动态流变仪以及力学性能测试仪对室温下聚合所得聚乙烯进行了分析,表明聚乙烯是支化的线性高分子量聚乙烯,熔体呈假塑性流体特征。乙烯压力和搅拌速率对聚乙烯的晶体结构无影响。     

一种六元环桥连茂金属化合物催化乙烯聚合

含六元螺环桥连双环戊二烯配体C1与正丁基锂和TiCl4.2THF反应,生成相应的桥连茂基钛化合物[(CH2)5C(C5H4)2]TiCl2(C2).以(1H NMR)和(13C NMR)以及元素分析表征了该化合物.在MAO(Methyl Aluminoxane)助催化下,化合物C2成功催化乙烯聚合.催化体系在60~70℃显示出高活性,反应温度低于60℃条件下所得聚乙烯(PE)粘均分子量(Mv)超过34万.GPC测定结果说明聚合物分子量分布较窄(PDI=2.69),具有茂金属催化剂典型的单活性中心特征.DSC测试结果表明,所得聚合物为低支化度高熔点线形聚乙烯.     

新型双核苊-二亚胺镍催化剂合成及催化乙烯聚合的研究

将苊醌和4,4′-亚甲基-二(2,6-二异丙基苯胺)通过席夫碱缩合反应,采用硅胶柱分离得到双核苊-二亚胺配体[H2NC6H2-3,′5-′d i-R-CH2-3,5-d i-R-C6H2-N=C(Nap)-(Nap)C=N-3,5-d i-R-C6H2-CH2-3,′5-′d i-R-C6H2-N=C(Nap)-(Nap)C=N-3,5-d i-R-C6H2-CH2-3,′5-′d i-R-C6H2NH2],Nap为1,8-naphthd iyl;R:CH(CH3)2}(L)。在N2保护下,L与(DME)N iB r2反应,制备了一种新型双核苊二亚胺镍配合物N i2LB r4。通过1H NMR,13C NMR,EA等对配体及配合物进行了表征。研究了该催化剂以通用烷基铝,而不用昂贵的MAO为助催化剂的催化体系对乙烯聚合的催化性能,结果发现其对乙烯的聚合具有很高的活性,最高可达1.76×106g.mol-1.h-1,聚合条件如:温度、助催化剂的种类、n(A l)/n(N i)等对聚合反应及产物的结构有较大影响。     

含亚甲基桥的新型双核锆配合物的合成及其对乙烯聚合活性研究

新一代第4族茂金属配合物的发展对聚合催化剂的改进产生了深远的影响.茂金属催化体系不仅有高的催化活性,而且可以合成具有靶向特性(如分子量,分子量分布和立体化学)的聚合物[1].第4族控制几何构型催化剂(CGC)是单中心聚合催化剂,在特定条件下可通过乙烯终止及在相邻催化活性中心的再插入链转移反应键入聚合物链合成接枝聚乙烯[2],生成的含少量接枝链的聚乙烯具有优异的材料特性.近年来,大量研究[3～7]表明桥型双核茂金属聚合催化剂不仅具有单核茂金属聚合催化剂的优异性质,而且可由桥配体调节聚合特性.     

钛改性硅胶负载Cr-Mo复合乙烯聚合Phillips催化剂

Phillips催化剂(CrO_x/SiO_2)是一种重要的高密度聚乙烯工业催化剂。以钛改性硅胶作载体,制备钛改性铬钼复合Phillips催化剂(CrMo/TiSi),并考察其对乙烯聚合的催化性能。对比铬钼复合催化剂(CrMo/Si),运用程序升温还原(TPR)、X射线光电子能谱(XPS)和密度泛函理论(DFT)计算等方法考察钛改性对铬钼双金属相互作用的影响。乙烯聚合活性和产品性能表征结果表明,钛改性后催化剂活性提高,聚乙烯分子量增大,分子量分布变宽。乙烯/1-己烯共聚产物的高温凝胶渗透色谱、高温~(13C-NMR、升温淋洗分级和连续自成核退火热分级(TREF+SSA)结果表明,钛改性复合催化剂有利于1-己烯插入,产物中高分子量部分支链含量减少。     

[P^O]配体钯催化剂催化乙烯与丙烯酸甲酯聚合及其共聚合反应

合成了2个[P^O]配体2-(二苯基膦)-苯磺酸(简称L1)和2-[二(5-甲基-苯基)膦]-苯磺酸(简称L2),并用1 H-NMR、31 P-NMR、MS和IR对配体进行表征.分别采用L1、L2与Pd(OAc),原位形成的催化体系对乙烯、丙烯酸甲酯进行催化聚合与共聚反应,发现这类催化体系可以在无任何助催化剂的作用下引发聚合反应.以L1/Pd(OAc)2为催化体系研究了不同反应条件对乙烯与丙烯酸甲酯聚合的影响.对于乙烯单体,当n(L1)∶n(Pd(OAc)2)=1∶1时催化活性较n(L1):n(Pd(OAc)2)=2∶1时高;对于丙烯酸甲酯单体,当n(L1)∶n(Pd(OAc)2)=2∶1时催化活性较n(L1)∶n(Pd(OAc)2)＝1∶1时高;若两者共聚,则当n(L1)∶n(Pd(OAc)2)=1∶1时催化活性更佳.L2/Pd(OAc)2催化体系的活性比L1/Pd(OAc)2催化体系的活性高.     

α-二亚胺镍催化乙烯等温与非等温链转移聚合研究

研究了α-二亚胺镍催化剂在链转移剂(ZnEt_2)的作用下催化乙烯等温与非等温聚合行为,并利用凝胶渗透色谱法(GPC)和核磁共振法(~(13)CNMR)对所得聚烯烃进行表征。结果发现:无论在等温还是非等温条件下,α-二亚胺镍催化剂催化乙烯聚合所得的聚烯烃的分子量分布都变窄;等温聚合体系中,链转移反应导致分子量明显降低,而非等温体系具有活性聚合的特征,分子量有可能增加;在链转移与链行走竞争反应中,链转移反应明显抑制了链行走反应,控制聚烯烃的支化度。     

四苯基卟啉钴配合物催化环氧环己烷与CO_2的交替共聚反应（英文）

合成了一系列高效的四苯基卟啉配合物(4d~4e首次报道),并以二甲氨基吡啶为助催化剂催化了二氧化碳在环氧环己烷的聚合.以四苯基卟啉氯化钴配合物为例,系统考察了反应温度、时间、压力、溶剂种类、助催化剂用量及轴向阴离子等因素对催化活性的影响.结果表明:80℃,6 h,5 MPa,1当量的助催化剂为最佳条件,配合物的轴向阴离子和卟啉的取代基对催化活性有很大影响.通过IR和1H NMR表明所得到的聚合物是高选择性的交替聚碳酸酯,碳酸酯键含量超过99%.这种聚碳酸酯的平均分子量高达59600,是目前已知卟啉类催化体系中活性最好的.     

多孔酚醛树脂固载铑膦配合物催化剂的制备与催化性能

以多孔酚醛树脂XAD761为载体,采用表面官能团修饰的方法制备了固载铑膦配合物的催化剂XAD761/P/Rh,实现了均相氢甲酰化反应催化剂的固载化. 采用红外光谱、 等温氮气吸附和X射线光电子能谱等方法对所制得的催化剂进行表征,证实了二苯基氧磷结构配位中心的存在及铑膦配合物催化中心在酚醛树脂载体表面的形成. 经过电感耦合等离子-原子发射光谱测得磷和铑的负载量分别为1.39%和0.40%,催化剂中磷铑比为11. 分别以1-辛烯和苯乙烯为底物考察了催化剂的催化性能,结果表明,在一定条件下XAD761/P/Rh在催化活性方面和三苯基膦作配体时的均相催化剂效果相当,1-辛烯和苯乙烯的成醛收率分别可以达到77.9%和99.6%. 所制备的催化剂经过简单的过滤分离即可实现循环使用.     

不同金属改性的MCM-49分子筛上1-丁烯催化裂解性能的研究

以不同金属改性的MCM-49分子筛为催化剂,纯1-丁烯为原料,考察了不同金属改性后的催化剂对烯烃裂解制丙烯、乙烯反应性能的影响.实验表明,硝酸镧、硝酸铈、硝酸锆以及硝酸银改性的催化剂可以在一定程度上抑制氢转移及芳构化副反应的发生,从而提高了目标产物丙烯和乙烯的选择性,其中硝酸锆改性的催化剂的稳定性最好.在优化的反应条件下,考察了反应时间对Zr-MCM-49分子筛催化剂催化性能的影响.     

脒基钛络合物对乙烯聚合反应的催化研究

探究了硅桥联双脒基钛络合物催化乙烯聚合反应的压力、温度以及助催化剂与钛络合物摩尔比等条件对催化体系活性影响。实验结果表明,该体系催化活性可达到9.08×104 g·mol-1·h-1;与类似均相催化体系比较,有合成方法简单、催化活性较高的特点。     

含结合水的钯二亚胺催化剂催化1-辛烯水相均聚及共聚合研究

以含结合水的钯二亚胺 [(ArN=C(An)—C(An)=NAr)Pd(CH₂)₃C(O)OMe] (BAr’₄)·H₂O为催化剂,以水为分散介质,进行了1-辛烯均聚合及1-辛烯与丙烯酸甲酯（MA）的共聚合反应,通过GPC、DSC、¹H-NMR、光散射测定了聚合物的分子量、熔点、分子结构以及聚合物粒子的粒径。结果表明:该催化剂在水相聚合体系中可以催化1-辛烯的均聚合及1-辛烯与MA的共聚合反应;得到的聚合物重均分子量均可达3.3×10⁴以上,且分子量分布较窄(Mw/Mn在1.4~2.1之间);共聚物为半结晶性聚合物,Tg为-34.8℃,Tm为32.3℃,聚合所得均聚物和共聚物的支化度均较高;共聚合可得到较为稳定的乳液体系,光散射测得乳胶粒子的粒径约为266nm。     

乙烯水相催化聚合

后过渡金属催化剂催化乙烯在水相中的聚合反应，是最近十年研究热门的方向。本文主要阐述了乙烯在水相中的均聚，以及乙烯与降冰片烯、α-烯烃等的共聚反应，还简要介绍了用水相配位聚合原位合成聚乙烯／无机粒子的复合纳米粒子。比较了乙烯的水相聚合与有机溶剂均相聚合的不同，包括聚合机理、催化剂活性等。还介绍了由乳液聚合得到的乙烯均聚物和共聚物的乳胶粒子的性质。