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《α-二亞胺合鎳催化劑催化乙烯聚合研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、α-二亞胺合鎳催化劑催化乙烯聚合研究張傳輝李婷祝方明*中山大學化學與化學工程學院高分子所,廣州510275摘要本文采用一種新的方法合成了具有兩種構型結構的N,N'-二-(2-甲基-6-異丙基-苯基)-樟腦醌二亞胺二溴化鎳催化劑。研究了聚合條件(如反應溫度、鋁鎳比)對催化活性和聚合物分子量以及產(chǎn)物結構的影響。關鍵詞α-二亞胺合鎳催化劑乙烯聚合構型轉化1前言自1995年Brookhart小組[1]利用陽離子雙亞胺Ni(II)和Pd(II)催化體系催化乙烯和α-烯烴聚合的研究以來,α-二亞胺合鎳催化劑的研究一直受到各國科學家的熱切關注[2],[3],[4]。α-二
2、亞胺合鎳催化劑的活性與茂金屬引發(fā)劑相當甚至更高,除保持了茂金屬引發(fā)劑諸如聚合產(chǎn)物分子量分布窄、結構可控等優(yōu)點以外,還有一些茂金屬引發(fā)劑沒有的突出特點,如引發(fā)劑比較穩(wěn)定,助引發(fā)劑MAO用量少,甚至可以不用等。另外,其親氧性較弱,能用于極性單體與烯烴的共聚合[5],合成性能優(yōu)異的功能化聚烯烴材料。我們主要從空間位阻角度考慮設計合成N,N'-二-(2-甲基-6-異丙基-苯基)-樟腦醌二亞胺二溴化鎳配合物。探討聚合條件(如反應溫度、鋁鎳比)對其催化活性、聚合物結構的影響,并且用DSC、13C-NMR和高溫GPC對產(chǎn)物結構和分子量及分子量分布進行表征。2實驗部分2.1
3、試劑與儀器2-甲基-6-異丙基苯胺:A.R.美國AcrosOrganic公司,使用前蒸出;無水(DME)NiBr2:A.R.美國Aldrich公司;無水二氯甲烷:A.R.廣州化學試劑廠,N2保護下五氧化二磷回流干燥8h,使用前蒸出;無水乙醚:A.R.廣州化學試劑廠,分子篩浸泡過夜,加入金屬鈉絲浸泡過夜;甲苯:A.R.廣州化學試劑廠,N2保護下金屬鈉回流干燥8小時以上,使用前蒸出;乙烯:聚合級,北京前進化工廠,使用前經(jīng)凈化脫水、脫氧、H2O<5ppm,O2<1.5ppm,CO2<5ppm,炔烴<0.5ppm;三甲基鋁:A.R.美國Aldrich公司;樟腦醌:A
4、lfaAesar公司,99%。VarioEL元素分析儀(德國Elementar公司);Modolated2910示差掃描量熱計;Water-Calc/GPC儀(美國);UnityINOVA500型核磁共振譜儀。2.2催化劑配體的合成[6]在250mL充滿N2的三口瓶(真空下紅外燈干燥1h后備用)中加入7mL1mol·L-1TMA的甲苯溶液(7mmol),使用恒壓滴液漏斗向其中加入2-甲基-6-異丙基苯胺1.11mL(7mmol),油浴恒溫110℃攪拌反應5h。然后,向其中加入10mL0.35mol·L-1樟腦醌的甲苯溶液(3.5mmol),油浴恒溫110℃攪
5、拌反應6h。向其中加入20ml蒸餾水,分離出油層,并用5%的NaHCO3溶液洗滌之,*基金項目中山大學化學與化工學院第六屆創(chuàng)新化學實驗基金項目(批準號:200628)資助第一作者張傳輝(1984年出生),男,本科生,中山大學化學與化學工程學院應用化學專業(yè)02級通訊作者祝方明Email:ceszfm@zsu.edu.cn加入無水MgSO4少許,放置2h干燥吸水。過濾后,取濾液旋轉蒸發(fā),最后得到粘稠狀液體。將該液體過柱(中性Al2O3填柱,乙酸乙酯∶石油醚=1∶15),接取棕黃色色帶對應的溶液。將該溶液旋轉蒸發(fā)后,以正己烷重結晶,冷凍后過濾,得到配體0.87g,
6、為黃褐色物質,轉化率57.5%。元素分析結果:計算值:C84.06%,H9.41%,N6.54%;實驗值:C84.14%,H8.96%,N6.18%;2.3金屬配合物的合成在干凈并充分除水除氧的反應瓶中加入1g(1.55mmol)上述的樟腦醌二亞胺配體、0.338g(1.55mmol)DMENiBr2和10mLCH2Cl2,在磁力攪拌下室溫反應48小時。真空濃縮濾液,然后加入無水乙醚,催化劑析出。過濾,真空干燥得到0.715g紅褐色粉末狀物質,轉化率71.4%。元素分析結果:計算值:C55.66%,H6.18%,N4.33%;實驗值:C55.33%,H6.0
7、8%,N4.08%2.4常壓乙烯聚合反應裝有磁力攪拌子的100ml反應瓶經(jīng)加熱真空干燥后,通入乙烯氣體置換三次,加入甲苯、AlEt2Cl的甲苯溶液、主催化劑的甲苯溶液(三者體積之和為20ml),在預定溫度下通入乙烯單體聚合。聚合進行0.5h后,用10%鹽酸(v%)乙醇溶液終止反應,產(chǎn)物洗滌、真空干燥后稱重。3結果與討論3.1配體的表征和分析配體的13C-NMR結果如圖Ⅰ所示。圖中170.71ppm、170.36ppm兩處C2峰周圍并沒有直接與之相連的H,所以不應出現(xiàn)裂分,此處出現(xiàn)雙峰。而C3的峰在169ppm處也出現(xiàn)了多個峰。我們認為這是由于配體存在“順”“
8、反”兩種構型所致?!绊槨薄胺础眱煞N構型的不同導致C2