《氮雜環卡賓稀土金屬配合物催化α-烯烴立構規整性聚合》是依託大連理工大學,由潘昱擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：氮雜環卡賓稀土金屬配合物催化α-烯烴立構規整性聚合
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：潘昱
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
通過催化劑的結構設計實現聚合物的立體化學控制，一直是配位聚合領域的研究熱點。稀土金屬催化體系作為一類新興的烯烴聚合體系，可以實現多種單體（如共軛二烯、苯乙烯等）的定向聚合，然而目前只有有限的稀土金屬體系能夠實現α-烯烴的立構規整性聚合，且僅能得到等規立構的聚α-烯烴。本項目擬在前期工作基礎上，將催化劑空間對稱性與聚合物微觀結構的關係引入配體設計中，旨在發展一類稀土金屬催化α-烯烴立構規整性聚合的新體系。研究在配有Cs和C2對稱結構卡賓配體的稀土金屬催化體系中，配體空間對稱結構和取代基效應等對聚合反應立體選擇性的影響，闡述卡賓稀土體系中配體結構與立體化學控制之間的關係；通過對配體結構的設計最佳化，實現稀土金屬體系製備間規立構聚α-烯烴；通過對催化中間體的表征和聚合物結構的分析並輔以理論計算，探索卡賓稀土配合物催化α-烯烴聚合時的單體配位方式、聚合路徑和立體化學控制機理。
結題摘要
聚烯烴是世界上用量最大的合成樹脂品種，因此開發高效烯烴聚合催化體系一直是學術界和工業界的研究熱點。本項目主要圍繞稀土金屬催化劑結構和聚合性能之間的關係，配位聚合反應機理的探索以及聚合物功能化改性方面進行研究。首先，開發了一類C2對稱雙噁唑啉卡賓配位的稀土金屬催化劑，在有機硼鹽活化下，該類Sc催化劑能夠高活性催化α-烯烴聚合，得到中等分子量的聚合物；該體系還可以催化α-烯烴與α,ω-非共軛雙烯的共聚，得到高環化程度的聚烯烴。中心金屬的種類對聚合性能有決定性作用，該類Y和Lu催化劑對催化α-烯烴聚合沒有活性，這可能是由於Sc離子具有較強的路易斯酸性造成的。其次，在聚合反應體系開發的基礎上，對配位聚合反應機理也進行了探索。採用計算化學手段，研究了單茂鈦配合物催化乙烯-苯乙烯共聚以及1,7-辛二烯聚合的反應機理。研究表明，單體的選擇性插入主要是由於動力學控制，較低的插入能壘使得該類催體系選擇性地得到孤立苯乙烯單元的乙烯-苯乙烯共聚物以及環化率較低的1,7-辛二烯聚合物。最後，通過對聚合物材料進行接枝改性來製備陰離子交換膜，特定離子傳導基團的引入能夠大幅度提高膜材料的化學穩定性和離子傳導率。
