I.茚基和环戊二烯基钕二氯化物-烷基铝二元体系催化丁二烯聚合反应动力学II.萘基钕及二环戊二烯基钕化合物的合成

本文研究所了四种钕化合物（茚基钕有机金属化合物C_9H_7NdCl_2·HCl·C_4H_8O，环戊二烯基钕有机金属化合物-C_5H_5NdCl_2·C_4H_8O，无水氯化钕络合物-NdCl_3·2C_4H_8O及NdCl_3·C_6H_5OH·C_4H_8O）与三异丁基铝（i-Ba_3Al）或一氢二异丁基铝（i-Bu_2AlH）所组成的二元催化体系中丁二烯聚合动力学。这些体系的动力学特点尚未被人们研究，通过实验揭示出一些新的规律，丰富了我们对稀土体系催化丁二烯聚合动力学的认识。研究中着重考察了聚合物活性链的变化条件，从而能较深刻地认识各体系的动力学特点，结果表明：C_9H_7NdCl_2·HCl·C_4H_8O，C_5H_5NdCl_2·C_4H_8O，NdCl_3·2C_4H_8O，NdCl_3·C_6H_5OH·C_4H_8O与i-Bu_2AlH所组成的二元催化体系中，当[Mo]=1.11克分子/升、[Nd]=1.12*10~(-4)克分子/升、[i-Bu_2AlH]\3.36*10~(-3)克分子/升、50 ℃聚合时为缓慢引发非稳态聚合反应。而当增加铝用量至[i-Bu_2AlH] = 6.72*10~(-3)克分子/升，C_9H_7NdCl_2·HCl·C_4H_8O体系转变为迅速引发稳态聚合反应，其余体系反应动力学行为无变化。各稀土钕催化体系动力学的差异主要是由配位体供电性不同产生的。当配位体供电性强时有利于降低稀土离子的正电荷，从而有利于烷基化反应和活性中心的形成和稳定，因此决定了各催化体系的不同动力学行为。C_9H_7NdCl_2·HCl·C_4H_8O体系当聚合温度、烷基铝浓度变化时以及Nd(naph)_3体系当温度变化时聚合物活性链状况会发生变化，从而改变了动力学行为。缓慢引发和迅速引发，稳态和非稳态间会发生转化而不是一成不变的。凝胶渗透色谱法应用于反应机理的研究不仅在理论上是可能的，在实践上是成功的。缓慢引发非稳态聚合（C_5H_5NdCl_2·C_4H_8O，NdCl_3·C_6H_5OH·C_4H_8O,NdCl_3·ZC_4H_8O），迅速引发非稳态聚合（Nd(naph)_3），迅速引发稳态聚合（C_9H_7NdCl_2·HCl·C_4H_8O）不同的动力学类型都具有不同的分子量分布特点。C_9H_7NdCl_2·HCl·C_4H_8O体系中丁二烯聚合速率方程为：K_p=K_p[C~*][M]. 50 ℃,[Nd]=1.12*10~(-4),[i-Bu_2AlH]=6.72*10~(-3)克分子/升条件下，丁二烯为快引发稳态聚合反应。此体系中活性中以浓度为2.43*10~(-6)克分子/升，催化剂有效利用率2%，链增长速率常数为81.42升/克分子，秒，聚合反应表观活化能为8.5±0.5千卡/克分子。聚合物顺-1，4结构均为98%左右。活性链平均寿命为7.22分钟。活性链对烷基铝的转移为主要链转移方式而对单体无明显转移。链转移速率常数为2.99升/克分子秒。