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钴体系催化剂催化异戊二烯聚合的研究

2020-12-11阅读(666)

钴体系催化剂催化异戊二烯聚合的研究

论文摘要

本文主要从2-（1-氢,2-苯并咪唑）-6-（1-芳基亚胺）吡啶配体的二氯化钴配合物催化剂的结构及助催化剂为出发点,研究了几种不同二氯化钴配体化合物对催化异戊二烯聚合的影响。研究了以2-（1-氢,2-苯并咪唑）-6-（1-芳基亚胺）吡啶配体的二氯化钴配合物为主催化剂引发异戊二烯聚合。考察了钴配体和改性烷基铝催化体系影响聚合活性的各种因素,红外和核磁实验结果表明该催化体系催化Ip聚合产物的的结构主要为顺式1,4结构和3,4结构,主催化剂配体上侧基基团的变化会对聚合活性产生较大的影响,并且对聚合产物的结构也有一定影响。助催化剂的改变对聚合过程也产生影响,倍半氯化乙基铝的聚合活性要远大于一氯二乙基铝,并且助催化剂对聚合产物的结构产生了影响,使用倍半氯化乙基铝的聚合体系产物主要以顺式1,4结构为主,含量可达95%以上,而使用一氯二乙基铝的聚合产物中3,4结构的含量能达到30%左右。研究了聚合条件等因素对2-（1-氢,2-苯并咪唑）-6-（1-芳基亚胺）吡啶配体的二氯化钴配合物催对引发异戊二烯聚合活性及聚合产物结构组成的影响。单体的转化率和催化剂的催化效率（Ac）随着聚合时间的延长而增大,聚合物的特性粘度随着反应间的延长先增大后减小,凝胶含量则随着反应时间的延长而增大。而单体转化率和催化剂效率则随着Al/Co的增大先增大后减小,而聚合物的特性粘度随着铝剂与钴用量比例的增大先增大后减小,且变化明显。在20℃-50℃范围内单体转化率和催化剂的催化效率随着反应温度的升高迅速增大,且聚合物的特性粘度和凝胶含量随着反应温度的升高而增大。研究了聚合过程中溶剂的变化对聚合过程产生的影响。当溶剂为甲苯时的聚合活性大于溶剂为庚烷的聚合活性,而且聚合产物以顺式1,4结构为主,含量为90%左右,聚合后产物的凝胶含量较少,在2%-10%之间,但聚合物的相对分子质量较低。但当所用的溶剂为庚烷时,聚合后的产物结构主要为顺式1,4和3,4结构,其中3,4结构的含量在15%-35%之间,但产物的凝胶含量较高,相对分子质量比溶剂为甲苯的要高。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1 概述
  • 2 顺式-1,4-聚异戊二烯
  • 3 反式-1,4-聚异戊二烯（TPI）
  • 3.1 TPI的研究进展概
  • 3.2 TPI的结构与性能
  • 3.3 TPI的应用
  • 4 聚3,4-异戊二烯（3,4-PIp）
  • 4.1 聚3,4-异戊二烯的合成
  • 4.1.1 配位聚合引发体系
  • 4.1.1.1 钛催化体系
  • 4.1.1.2 铁催化体系
  • 4.1.1.3 其他的催化体系
  • 4.1.2 阴离子聚合引发体系
  • 4.1.2.1 金属钠体系
  • 4.1.2.2 烷基锂体系
  • 4.2 聚3,4-异戊二烯的结构与性能
  • 4.3 聚3,4-异戊二烯的应用
  • 5 后过渡金属在烯烃聚合方面的进展
  • 5.1 后过渡金属催化剂的特点
  • 5.2 后过渡金属催化剂的组成
  • 5.3 Ni、Pd基催化剂
  • 5.4 Fe、Co基催化剂
  • 5.4.1 乙烯聚合
  • 5.4.2 乙烯齐聚
  • 5.4.3 催化剂的丙烯聚合性能
  • 5.4.4 Fe,Co催化剂用于二烯烃聚合
  • 6 课题的研究目的和研究内容
  • 第二章 2-（1-甲基,2-苯并咪唑）-6-（1-芳基亚胺）吡啶二氯化钴催化剂的配体基团对异戊二烯聚合的影响
  • 前言
  • 实验部分
  • 1 主要原料及处理
  • 2 助催化剂的合成
  • 3 IP聚合
  • 4 结构分析与表征
  • 4.1 FTIR
  • 4.1.1 FTIR定量分析PIp微观结关系式的建立
  • 1H-NMR'>4.21H-NMR
  • 4.3 DSC
  • 4.4 相对分子质量的测定
  • 结果与讨论
  • 1 配体咪唑的N原子上基团的变化对聚合的影响
  • 1.1 对单体转化率和催化效率的影响
  • 1.2 对聚合物结构的影响
  • 2 配体芳基亚胺的苯环上基团变化对聚合的影响
  • 2.1 对单体转化率和催化效率的影响
  • 2.2 对聚合物结构的影响
  • 本章小结
  • 第三章 2-（1-氢,2-苯并咪唑）-6-（1-芳基亚胺）吡啶配体的二氯化钴配合物的结构及助催化剂对异戊二烯聚合的影响
  • 前言
  • 实验部分
  • 1 主要原料及处理
  • 2 主催化剂的结构
  • 3 助催化剂的合成
  • 4 IP聚合
  • 5 结构分析与表征
  • 5.1 FTIR
  • 1H-NMR'>5.21H-NMR
  • 5.3 DSC
  • 5.4 相对分子质量的测定
  • 结果与讨论
  • 1 助催化剂对聚合的影响
  • 2 主催化剂的影响
  • 3 聚合物的微观结构和性能表征
  • 3.1 红外光谱对结构的表征
  • 3.2 聚合物的1H-NMR分析
  • 3.3 聚合产物相对分子质量的测定
  • 3.4 聚合物的DSC分析
  • 本章小结
  • 第四章 聚合条件对2-（1-氢,2-苯并咪唑）-6- （1-芳基亚胺）吡啶配体的二氯化钴配合物引发异戊二烯聚合的影响
  • 前言
  • 实验部分
  • 1 主要原料及处理
  • 2 IP聚合
  • 3 结构分析与表征
  • 3.1 FTIR
  • 1H-NMR'>3.21H-NMR
  • 3.3 DSC
  • 3.4 相对分子质量的测定
  • 结果与讨论
  • 1 聚合时间的影响
  • 1.1 聚合时间对单体转化率和催化效率的影响
  • 1.2 聚合时间对特性粘度的影响
  • 1.3 聚合时间对聚合物微观结构的影响
  • 2 铝剂与钴比例的影响
  • 2.1 铝剂与钴用量的比例对单体转化率和催化效率的影响
  • 2.2 铝剂与钴用量比例对特性粘度的影响
  • 2.3 铝剂与钴用量比例对聚合产物微观结构的影响
  • 3 聚合温度的影响
  • 3.1 聚合温度对单体转化率和催化效率的影响
  • 3.2 聚合温度对特性粘度和凝胶含量的影响
  • 3.3 聚合温度对聚合物微观结构的影响
  • 4 溶剂对聚合反应的影响
  • 5 DSC和GPC
  • 本章小结
  • 第五章 环烷酸钴三组分体系催化异戊二烯聚合的研究
  • 实验部分
  • 1 主要原料及处理
  • 2 IP聚合
  • 3 结构分析与表征
  • 3.1 FTIR
  • 1H-NMR'>3.21H-NMR
  • 3.3 相对分子质量的测定
  • 结果与讨论
  • 1 各组分加入顺序对聚合的影响
  • 2 MA/Co对聚合的影响
  • 3 乙醇的用量对聚合的影响
  • 4 AL/Co对聚合的影响
  • 本章小结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文

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