3,4－聚异成二烯的合成及所得聚合物结构与性能表征

近二十多年来，在异成二烯的络合催化聚合中，由Ni、Co、Ti及稀土等过渡金属元素络合物组成的催化体系，研究报道得很多，有些已投入工业生产。但由最常见的过渡金属元素铁络合物组成的催化体系，对异成二烯聚的聚合却不多见。本工作研究了三乙酰基丙酮铁为主催化剂，烷基铝为助催化剂，添加含氮类给电子试剂组成三元体系，对异成二烯聚合的催化作用。Fe(a cac)_3 - Al(i-Bu)_3二元体系不能引起异成二烯聚合，而加入少量的含氮类给电子试剂如邻菲啰啉、α,α'－联吡啶等，催化活性显著提高。聚合活性与含氮类给电子试剂的性质有关，并随着下列顺序依次递减：邻菲啰啉、α,α'－联吡啶、对苯二胺、邻苯二胺，对硝基苯胺、邻硝基苯胺；吡啶和已二胺对催化活性的提高几乎没有贡献。烷基铝的不同对催化活性也有明显的影响。其活性顺序为：Al(i-Bu)_3 approx Al Eτ_3 > Al(i-Bu)_2H。首次合成了结晶的3,4－聚异成二烯，3,4－链节含量为70％左右时，Tm为121 ℃左右， Tc为65 ℃左右，透射电镜下观察到结晶的3,4－聚异成二烯具有球晶状结构。初步研究了铁系三元催化体系的反应机理，设想铁化合物和烷基铝生成的烷基铁必须与含氮类给电子试剂作用才能形成活性中心；可见光谱和催化活性实验数据证实了含氮类给电子试剂参与活性中心的形成，并起着稳定活性中心的作用。本文详细地研究了Fe(a cac)_3 - phen - Al(i-Bu)_3催化体系对异成二烯的聚合，考察了起始单体浓度、聚合温度，催化剂总用量以及催化剂各组分配比对聚合速率、聚合物的特性粘数和链节结构的影响，从实验结果讨论了Fe(a cac)_3 - phen - Al(i-Bu)_3体系催化异成二烯的聚合机理，并进行了一些动力学的基本计算，得到了与实验结果基本相符的结果，解释了一些实验现象。铁系聚异成二烯橡胶的表征工作未见诸文献，本工作对铁系聚异成二烯生胶的结晶、力学、流变及阻尼性能作了较系统的研究，并对硫化胶的物理机械性能，弹性及阻尼性能作了初步的表征。铁系聚异成二烯橡胶在室温具有较好的阻尼性能，并且生热值和冲击弹性均较低，可作为室温阻尼材料使用。

SYNTHESIS AND X-RAY STRUCTURE OF AN ORGANOLANTHANUM COMPLEX [(BUTCP)3LACLLI(THF)3]

LaCl3.2LiCl reacts with two equivalents of Bu(t)CpNa in THF to give the complex [(Bu(t)Cp)3LaClLi(THF)3]. The crystal structure was determined by X-ray diffraction at room temperature. Two units, (Bu(t)Cp)3La and Li(THF)3, are connected by a single chlo

ISOPRENE POLYMERIZATION WITH (ETA(3)-C3H5)(2)CECL5MG2(TMED)(2)/ALKYLALUMINUM

(eta(3)-C3H5)(2)CeCl5Mg2(tmed)(2) combined with HAl(i-Bu)(2) or Al(i-Bu)(3) can initiate the polymerization of isoprene with about 50% of the cis-1, 4 microstructure contained in the polymer. The insertion reaction of isoprene occurring between Ce3+ and e

聚合物载体-稀土金属络合物的研究 Ⅸ.聚(苯乙烯-丙烯酰胺)载体-钕络合物的合成、表征及其催化活性

本文介绍了一种新的聚合物载体-稀土金属络合物,聚(苯乙烯-丙烯酰胺)载体-钕络合物的合成,表征和讨论了络合物的IR光谱,由此络合物与烷基铝组成的二元体系对丁二烯聚合具有良好的催化活性和定向效应。不同烷基铝的催化活性顺序为Al(i-Bu)_3>Al(i-Bu)_2H>AlEt_3。

聚(苯乙烯-丙烯酸)载体铁邻菲啰啉(5-硝基邻菲啰啉)配合物的合成及其对丁二烯聚合的催化活性

合成了不同邻菲啰啉(phen)含量的聚(苯乙烯-丙烯酸)载体铁邻菲啰啉配合物(SAAC·Fe·phen)和不同5-硝基邻菲啰啉(Nphen)含量的聚(苯乙烯-丙烯酸)载体铁5-硝基邻菲啰啉配合物(SAAC·Fe·Nphen)。元素分析和红外结果证明SAAC·Fe·phen具有下面的结构:SAAC·Fe·phen-(i-Bu)_3Al二元体系的催化效率是SAAC·Fe-phen-(i-Bu)_3Al三元体系的2倍,是小分子铁的400倍。在SAAC·Fe·phen和SAAC·Fe·Nphen体系中,当phen(或N pnen)/Fe的摩尔比为0.7左右时催化活性最高。催化活性随着Al/Fe摩尔比的增大而升高,但当Al/Fe摩尔比大于70以上活性趋于恒定,和小分子铁催化荆相比这种高分子铁催化剂可以提高聚合温度。

DYNAMIC SCALING OF THE STRUCTURE-FUNCTION FOR SPINODAL DECOMPOSITION IN CRITICAL AND NONCRITICAL MIXTURES OF POLY(VINYL ACETATE) POLY(METHYL METHACRYLATE)

The dynamics of phase separation in a binary polymer blend of poly(vinyl acetate) with poly(methyl methacrylate) was investigated by using a time-resolved light-scattering technique. In the later stages of spinodal decomposition, a simple dynamic scaling law was found for the scattering function S(q, t)(S(q, t) approximately I(q, t)): S(q, t)q(m)-3 S approximately (q/q(m)). The scaling function determined experimentally was in good agreement with that predicted by Furukawa, S approximately (X) approximately X2/(3 + X8) for critical concentration, and approximately in agreement with that predicted by Furukawa, S approximately (X) approximately X2/(3 + X6) for non-critical mixtures. The light-scattering invariant shows that the later stages of the spinodal decomposition were undergoing domain ripening.

用均相的稀土催化剂进行丁二烯-异戊二烯本体共聚合的研究

本工作用均相的稀土催化体系Nd(naph)_3-Al(i-Bu)_2H-CH_3SiHCl_2进行了丁二烯和异成二烯的本体共聚合,研究了聚合规律和产物的结构性能.结果表明,在适当的催化剂组分比条件下,该催化体系具有较高的催化活性,用DSC测定了共聚物的玻璃化转变温度,~1H-NMR和IR分别测定了共聚物的组成和微观结构,证明共聚物的组成主要决定于单体原料的配料比,共聚物中两种单体单元都具有高顺式结构,生胶和硫化胶的性能测定表明,在丁二烯和异戊二烯两种单体的配料比为30比70时,得到的共聚胶的综合性能较好.

以氯代烃为第三组分的稀土定向聚合催化剂——Ⅱ.顺丁橡胶的结构与性能

研究了Nd(naph)_3-Al(i-Bu)_2H-t-BuCl(或allyl-Cl)催化体系制得的顺丁橡胶(BR)的结构与性能。结果表明,[η]=2.7～3.7dL/g,分子量分散指数小于4,[η]<1低分子级分含量小于50％,顺式-1,4含量大于或等于95％时,其生胶、混炼胶和硫化胶的性能均良好,硫化胶的综合性能与一般稀土体系BR和镍系BR相当甚至超过。

稀土催化异戊二烯本体聚合动力学的研究

以Nd(naph)_3-Al(i-Bu)_3-Al_2Et_3Cl_3为催化剂,在-10～5℃下对异戊二烯(Ip)本体聚合的动力学进行了初步研究。发现单体转化率小于5％时,体系呈非稳态聚合;单体转化率大于50％时聚合受扩散控制;体系处于两者间则为稳态聚合。本体聚合的稳态聚合反应速率方程式为:R_p=K_p[Ln]~(196)M_0,计算出Ip本体聚合的表现活化能为69.9kJ/mol。

用CH_3SiHCl_2作第三组分催化异戊二烯本体聚合的研究

研究了以Nd(naph)_3-Al(i-Bu)_2H-CH_3SiHCl_2催化体系引发异戊二烯的本体聚合的规律和所得产物的结构。结果表明,催化剂的活性取决于Al(i-Bu)_2H和CH_3SiHCl_2两组分与Nd(naph)_3的摩尔比及陈化时间,与催化剂的相态无关;Al(i-Bu)_2H的链转移反应使得聚合产物的分子量较低;经IR测定各种不同聚合条件下得到的胶样的微观结构,发现其顺-1,4含量都在95％左右,从而可推论不同的活性中心对单体具有相同的聚合效果,都有利于生成高顺式的产物。

Nd-AI双金属活性体的活性部位及其对共轭双烯烃聚合机理的研究

稀土催化剂活性体对双烯烃配位聚合的研究已有很多报道,使用催化剂活性体对双烯烃聚合机理的研究比以前所用的多组分混合物的催化体系显然具有很大的优越性。本文利用NdCl_3·3TBP和Ndel_3·3P_(350)配合物与Al(i-Bu)_3体系所得活性体合成了共轭双烯烃低聚物,用IR、~(13)C-NMR光谱研究了这些低聚物分子的链端结构,从而推测活性体的活性部位组成和聚合机理。

π-烯丙基稀土配合物的合成、结构及其催化烯烃聚合反应机理的研究——Ⅱ.LiY(π-C_3H_5)_4·2.5D催化异戊二烯聚合反应机理的研究

在稀土配位共轭双烯烃聚合反应机理的研究中,一般认为按π-烯丙基机理进行,但迄今为止尚缺乏足够的实验证据。我们曾用~1H-NMR、一维~(13)C-NMR和二维~(13)C-NMR系统地研究了(CF_3COO)_2LnCl·EtoH-(i-Bu)_2AIH-共轭双烯烃(Ln=La、Pr、Nd、Sm、Tb、Ho、Sc和Y)均相聚合体系的聚合机理,提出了η~4-共轭双烯(顺式-反式-)和η~3-烯丙基(同式-对式-)机理。但由于广烯丙基稀土配合物稳定性差,难于合成,加之聚合体系中很难直接分离出π-烯丙基稀土配合物活性体,为此,至今尚未能用模型π-烯丙基稀土配合物对上述机理进行研究。我们已合成一系列π-烯丙基稀土配合物LiLn

窄分子量分布稀土顺丁橡胶的合成及其性能

以Nd(naph)_3-Al(i-Bu)_3-Al(i-Bu)_2Cl(Nd-Al-Cl)为催化体系,在Cl/Nd≤1.7(mol比)时,可得到分子量分布(4.3—4.5)比意大利铀系BR(UBR,6.7)窄的钕系BR(NdBR),实验发现,Al中所含的Al(i-Bu)_2H是分子量及其分布的调节剂,求得ML与[η]的关系式为ML=33.6[η]-60。本工作合成的NdBR,不但具有优良的辊筒行为,而且它的挤出行为接近或超过镍系BR(NiBR),ML为40左右的硫化胶的物理机械性能优于NiBR而与意大利的UBR相仿。窄分子量分布NdBR的充油量可达40％—50％,充油胶的物理机械性能优于宽分子量分布的稀土充油BR。

异戊二烯均相聚合催化剂

分别用C_6H_5CH_2Cl,CH_2-CHSiCl_3,CH_ SiHCl_2,(CH_3)_2SiCl_2,(CH_3)_3CCl,CH_2—CHCH_2Cl,Cl_3SiCH_2CH_2SiCl_3代替非均相催化剂Nd(naph)_3-Al_2Et_3Cl-Al(i-Bu)_2H(简称Nd-Cl-Al)中的助催化剂后,除C_6H_5CH_2Cl,CH_2=CHSiCl_3,CH_SiHCl_2形成悬浊催化剂外,在Cl/Nd<8(mol比)时,其他氯化物均形成均相催化剂,并能催化异戊二烯均相聚合,得到顺式-1,4含量约95％,[η]约3 dL/g的聚合物。分别用(CH_3)_3CCl和(CH_3)_2SiCl_2代替Cl所组成的两催化剂,其催化活性接近,最佳Al/Nd和Cl/Nd值分别为40和2.5;异戊二烯浓度为10％—20％时,转化率不随其浓度的改变而变化。符合一级反应动力学特征。

Nd-Al双金属活性体的组成及其对共轭双烯烃的聚合

稀土Ziegler-Natta催化剂活性体对双烯烃配位聚合的研究已有很多报道。作者曾从NdCl_3·3P_(350)~(**)-Al(i-Bu)_3体系分离出Nd-Al双金属活性体。本文从NdCl_3·3P_(350)-HAl(i-Bu)_2和Al(C_2H_5)_3反应体系中分离出一系列Nd-Al双金属活性体,用元素分析方法研究了这些活性体的组成,并综合考察了在无助催化剂AlR_3存在下从不同烷基铝获得的活性体本身对共轭双烯烃的定向聚合能力。 单体、溶剂、HAl(i-Bu)_2、Al(C_2H_5)_5及活性体的合成,聚合方法,聚合物表征均按文献[4]。