单茂钪催化乙烯与共轭二烯烃共聚合的研究

作者：田晶; 王胤然; 付洪然; 郭方^*

来源：Acta Polymerica Sinica, 2019, 50(08): 826-833.

• 钪
• 乙烯
• 异戊二烯
• 丁二烯
• 共聚合

采用(C5Me4SiMe3)Sc(CH2C6H4NMe2-o)2 (1)、(C5Me4SiMe3)Sc(CH2SiMe3)2(THF)(2) 2种单茂钪催化剂,考察了其催化乙烯与共轭二烯烃异戊二烯、丁二烯共聚合的性能,并通过1H-NMR、13CNMR、GPC和DSC对所获共聚物的微观结构和热性能进行了分析.结果表明,在室温1.01×105 Pa乙烯压力下,改变共轭二烯烃的用量,2种单茂钪对乙烯与共轭二烯烃共聚合均表现了极高的催化活性(105 g polymer mol Sc-1h-1),获得了组成可控(乙烯含量32 mol%～79 mol%)、高分子量(Mn=8.0×104～19.7×104)、窄分布(Mw/Mn=1.11～1.32)的乙烯-异戊二烯和乙烯-丁二烯共聚物,催化剂和共轭二烯烃结构直接影响共聚物的序列分布和立体选择性.在乙烯与异戊二烯共聚合中,采用单茂钪1获得多嵌段共聚物,共聚物中异戊二烯以3,4-结构单元为主,不同组成的共聚物均含有一个-16°C左右的玻璃化转变温度(Tg)和一个127°C的熔点(Tm);采用单茂钪2控制异戊二烯的用量,获得交替共聚物和异戊二烯孤立插入聚乙烯的无规共聚物,共聚物中异戊二烯以3,4-结构单元和反式-1,4-结构单元为主,交替共聚物只具有-46°C的Tg,无规共聚物具有-46°C的Tg和130°C的Tm.在乙烯与丁二烯共聚合中,采用单茂钪1和2均获得乙烯-丁二烯多嵌段共聚物,共聚物中丁二烯以顺式-1,4-结构单元为主,由单茂钪2获得的乙烯-丁二烯共聚物的序列无规程度高于单茂钪1,不同组成的共聚物具有一个-98°C左右的Tg和一个71～125°C左右的Tm.

• 单位
  精细化工国家重点实验室; 大连理工大学