[发明专利]以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯及其制备方法。

背景技术

聚烯烃(以聚乙烯、聚丙烯为主)是一类产量大、应用面广、廉价易得的通用塑料，全球通用塑料消费中聚烯烃已占60％以上，这主要得益于聚烯烃具有力学性能好，热性能稳定，电气绝缘性强，加工性能优良等优点。近年来，随着经济快速发展，对聚烯烃材料的需求越来越大，对其性能的要求也越来越高，聚烯烃功能化和高性能化随之成为当今聚烯烃发展的主要方向，以满足不同或更高端应用领域的需求。

在聚烯烃的链端引入不饱和双键，是实现聚烯烃功能化和高性能化的最为有效途径之一。链端含不饱和双键的反应性聚烯烃，不仅可通过化学反应，将不饱和双键转化为极性基团(Macromolecules，1998，31(6)：1999-2001)，或转化为活性聚合的引发剂基团，引发其它单体的活性阴离子或控制/“活性”自由基聚合，得到功能化/杂化聚烯烃嵌段共聚物(J.Polym.Sci.，Part A：Polym.Chem.，2004，42(3)：496-504)；还可结合配位聚合或其它活性聚合，将聚烯烃作为大分子单体与其它单体共聚，制备出聚烯烃接枝共聚物(Macromolecules，2007，40(5)：1401-1407)；甚至可用于构建结构更高级，性能更多样的聚烯烃共聚物，如星型或梳型聚烯烃共聚物(Macromolecules，2003，36(11)：3783-3785)。

目前研究较多的链端不饱和双键主要包括乙烯基(Macromol.Rapid.Commun.，2000，21(16)：1103-1107)，亚乙烯基(Macromolecules，1997，30(20)：5997-6000)和苯乙烯基团。由于苯乙烯基团具有反应性很高和对空气不敏感等突出优点，使其备受关注。链端含苯乙烯基团的聚烯烃可以在温和反应条件下和经简单处理过程后，得到一系列功能化/杂化聚烯烃共聚物。然而，至今用于合成链端含苯乙烯基团的聚烯烃的方法仅局限于这三种聚合体系：活性/可控自由基聚合(Macromolecules，2001，34(14)：4742-4748)、活性阴离子聚合(Macromolecules，2006，39(5)：1681-1692)和活性开环聚合(Macromolecules，2008，41(14)：5283-5288)。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯，这种等规聚丙烯具有高端基选择性(≥0.90)、高等规度(70％)、分子量高度可调和分子量分布窄等特点。

本发明的再一目的在于提供一种通过具有等规定向能力的茂金属催化剂与烷基铝氧烷助催化剂组成的催化体系，方便地制备以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯的方法。

本发明的以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯，具有如下通式：

其中，R为正丙基(-CH₂CH₂CH₃)或异丙基(-CH(CH₃)CH₃)，n为100～100000之间的任一整数，m为0～20之间的任一整数，k为0～10之间的任一整数。

所述的以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯的官能度不小于0.9。

所述的以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯为全同立体构型，等规度不小于70％，聚丙烯的分子量分布为1.7～3.0，分子量为5,000～5,000,000g/mol。

本发明的以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯的制备方法：在氢气存在下，以含两个苯乙烯双键的苯乙烯衍生物作为链转移剂，由具有等规定向能力的茂金属催化剂与烷基铝氧烷助催化剂组成的催化体系来催化丙烯聚合，得到以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯。

具体方法为：在干燥的聚合反应釜中，按加入到聚合反应釜中的每50ml的甲苯溶剂为基准，所加入的反应原料及催化剂的量是：加入3～60mmol烷基铝氧烷、0.1～20mol链转移剂和0.001～0.02mmol茂金属催化剂，通入0.2～20mmol氢气；在反应温度为0～60℃下通入丙烯气体，保持丙烯反应压力为1～8个大气压；反应完成后，用含质量浓度为10％盐酸的乙醇溶液终止反应，并沉淀出白色固体，过滤，用四氢呋喃、乙醇和水充分洗涤，抽真空干燥8小时，即得到以苯乙烯基团封端的等规聚丙烯。