聚烯烴是產量最大、用途最廣的塑料品種,2018年世界需求量達到1.6億噸。其大分子鏈主要由反應性非常低且非極性的C―C鍵組成,在鏈中引入極性基團可以極大地改變它們的表面性能、黏附性、印染性、介電性能及與其它材料的相容性和共混性能等,擴展其應用范圍,提高其附加值,甚至帶來不可預見的新功能。與聚合后功能化改性和物理共混方法相比,極性與非極性單體配位共聚合是最直接和簡便的方法,并可保持聚烯烴的立構規(guī)整度,一直以來,相關研究備受企業(yè)和科研工作者矚目。
眾所周知,烯烴與共軛雙烯烴配位均聚合主要采用第III、IV族前過渡金屬如鈦、鋯和稀土等齊格勒-納塔催化劑或相應的茂金屬催化劑。這些前過渡金屬催化劑Lewis酸性強,具有強烈的親電性,容易與極性單體絡合形成穩(wěn)定的螯合物而失去催化能力或催化能力急劇下降,致共聚反應終止或生成低分子量、低極性單體插入率的產物,即通常所說的極性基團毒化作用。另外,在某些催化體系作用下,極性單體如甲基丙烯酸酯類主要發(fā)生基團轉移聚合而非雙鍵的配位-插入(加成)聚合,這種機理上的差異同樣會阻礙極性單體與烯烴的共聚合。因此,實現(xiàn)極性與非極性單體直接配位共聚合具有重要意義且極具挑戰(zhàn)。
崔冬梅研究員課題組在《高分子學報》2020年No.1"紀念斯陶丁格高分子百年專輯"發(fā)表的專論中闡述了通過設計與合成新穎結構的稀土催化劑,成功實現(xiàn)系列極性苯乙烯的立體選擇性均聚合、與非極性苯乙烯和乙烯共聚合,以及極性共軛雙烯烴均聚與共聚合。聚合反應活性高、極性單體的插入率可控,并獲得了高分子量的共聚物。提出了極性單體活化而非毒化催化中心的新概念,建立了極性單體與活性中心配位模式控制共聚物序列分布的新理論。專論系統(tǒng)評述了極性單體聚合的相關研究方向的研究進展,為催化劑設計和單體設計提供了理論基礎,為實現(xiàn)極性單體配位聚合提供了新思路。
論文鏈接:http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20190142cuidongmei.pdf
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