单茂钪催化含二茂铁极性α-烯烃聚合反应的研究

作     者：刘飞龙 

作者单位：内蒙古大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张浩

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 070305[理学-高分子化学与物理] 0703[理学-化学] 

主      题：二茂铁基 极性单体 稀土催化剂 配位聚合 

摘      要：在之前的研究中,用稀土金属催化剂催化极性α-烯烃所得聚合物玻璃化温度过低,难以应用,故设想在聚合体系中加入二茂铁以提高聚合物的玻璃化温度,同时赋予聚合物电化学性质。本文合成了五种新型的含二茂铁极性α-烯烃1-(2-二茂铁乙烯基)-4-(3-丁烯氧基)苯(单体A)、1-二茂铁苄基-4-(3-丁烯氧基)苯(单体B)、1-二茂铁苄基-4-(3-丁烯硫基)苯(单体C)、1-二茂铁基-4-(3-丁烯氧基)苯(单体D)、1-二茂铁基-4-(4-戊烯氧基)苯(单体E),并且利用稀土催化剂CHSc(CHCHNMe-o)(Sc-Cp),甲苯做溶剂,室温氮气保护条件下得到聚合物A、聚合物B、聚合物C、聚合物D。产物经H NMR、C NMR、GPC测试表征其结构,其中由碳谱可知所得聚合物为间规聚合物,间规度依次为91%、92%、97%、99%;经DSC、XRD、CV测试其性质,其中DSC测得玻璃化温度,依次为112.1℃、52.3℃、40.2℃、87.3℃,相对于大多数因玻璃化温度低于室温而难以应用的不含二茂铁的极性α-烯烃聚合物,其具有热性质方面的优势。XRD表明聚合物均为无定形聚合物,CV显示出聚合物均具有准可逆氧化还原过程;经SEM观察其形貌,聚合物A、B、C、D均观察到有球状颗粒结构。此外,我们通过不同投料摩尔比的1-二茂铁苄基-4-(3-丁烯氧基)苯与3-丁烯氧基苯(25/50、25/25、50/25),Sc-Cp催化下聚合得到组分含量比依次为0.5/1、0.8/1、1.7/1的共聚聚合物,实现了对聚合物链上含二茂铁的支链数量的可控。本章也尝试了苯乙烯与3-丁烯氧基苯的共聚,但实验结果表明,这两种单体无法得到共聚产物。产物经H NMR、C NMR、GPC、DSC、CV、SEM表征以及性质测试。