茂稀土及其单组分催化剂催化聚合的研究

本论文分为两个部分：第一部分从考察茂基稀土化合物中的配体结构对其催化烯烃聚合行为的影响规律出发，合成了几种单茂基稀土化合物，双茂基稀土化合物和桥联双茂基稀土化合物等氯化物和桥联双茂基稀土胺化物，并对其进行了表征。第二部分考察了茂基稀土化合物对烯烃和极性单体的聚合行为，尤其重点考察了桥联茂基稀土胺化物对极性单体甲基丙烯酸甲酯的聚合行为，并对聚合产物进行了表征。主要结果如下：一．茂基稀土化合物的合成与表征：1．单茂基稀土化合物的合成与表征：合成了五种环戊二烯基及其不同立体位阻的取代化合物的单茂基稀土化合物，并对其进行了元素分析，对部分化合物进行了红外光谱分析。其中，有两种化合物的合成尚未见报道。2．双茂基稀土化合物的合成与表征合成了五种双茂基稀土化合物，并对其进行了元素分析，部分化合物进行了红外光谱分析。其中有两种化合物的合成尚未见报道。3．桥联双茂基稀土化合物的合成与表征：合成了八种桥联双茂基稀土化合物，对其进行了元素分析，并对其中部分化合物进行了红外光谱和~1H核磁共振分析。4．桥联双茂基稀土胺化物的合成：从稳定催化剂活性中心，设计更理想的活性配位聚合催化剂的目的出发，首次合成了三种桥联双茂基稀土胺化物。二．茂基稀土化合物催化烯烃和极性单体聚合1．以单茂基稀土化合物/MAO体系为催化剂，考察了其对丁二烯、异戊二烯和苯乙烯的聚合行为，并从合成性能优异的橡胶材料-丁二烯/异戊二烯/苯乙烯三元共聚物出发，初步考察了三种单体的共聚合行为。2．以桥联双茂基稀土胺化物为催化剂，重点考察了其对极性单体甲基丙烯酸甲酯的聚合行为，包括催化剂浓度、单体浓度、单体/催化剂比例和聚合温度等因素对聚合物的分子量、分子量分布、转化率和聚合物的立体规整性的影响。认为桥联茂基稀土胺化物单独即可有效地催化甲基丙烯酸甲酯的聚合，聚合有活性特征，聚合物的分子量随催化剂浓度的减少而增大，分子量分布随聚合温度的降低而变窄。桥联茂基稀土胺化物在相同的聚合条件下，催化甲基丙烯酸甲酯聚合的聚合产物与非桥联茂基稀土胺化物的相比较，具有更低的分子量，更窄的分子量分布，更高的立体规整性，说明桥联茂基稀土胺化物可以使催化剂的活性中心更稳定，使其具有更优异的聚合性能。