蒙脱土层间结构对后过渡金属催化乙烯聚合反应的影响

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微观环境对聚合反应的影响逐渐被人们所意识到。将催化剂固定在一个特定的环境下,研究它们在一定的受限空间下的聚合反应以及所获得的聚合物的结构具有重要的理论意义。 本论文以后过渡金属烯烃聚合催化剂为对象,以蒙脱土的层状结构为特定的环境,来研究蒙脱土的一维纳米尺度的环境对烯烃聚合反应的影响。 本论文首先合成了以不同蒙脱土为载体的负载型铁和镍催化剂,对负载型催化剂的结构进行了表征,并将上述催化剂用于乙烯聚合反应。采用XRD、DSC和GPC等方法,对不同聚合时间获得的聚合物样品进行了系统的表征。研究发现,在不同助催化剂助活下,蒙脱土层间空间对后过渡金属催化剂的活性中心影响明显。 对铁系催化剂,在蒙脱土层间催化乙烯聚合,获得的聚乙烯的分子量呈双峰分布。与均相催化剂相比,所得聚合物的分子量和熔点均有较大提高。我们认为这是由于蒙脱土层间空间对聚合反应过程中的链转移反应产生了显著的影响所造成的。特别是在聚合后期,由于拥挤的聚合空间对链转移反应起到了明显的抑制作用;从而使聚合物的分子量有了显著的提高。 对镍系催化剂,在蒙脱土层间催化乙烯聚合反应时,在聚合初期产生了支化度高,分子量大,熔点低的产物;而在聚合后期则产生了支化度低,分子量较低,熔点高的聚合物。我们认为蒙脱土层间空间的主要影响是降低了聚合过程中的“链行走”速度,从而降低了聚合物的支化程度,使聚合物的熔点有明显的提高。
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