[发明专利]大位阻中性镍催化剂及制备方法和制备乙烯/极性单体共聚物的应用

说明书

本发明涉及大位阻中性镍催化剂及制备方法和制备乙烯/极性单体共聚物的应用；将具有R₁,R₂和R₃不同取代基的酚‑膦单阴离子配体溶解于良溶剂，并加至金属镍源的良溶剂中，进行反应，得到催化剂，X射线单晶衍射表明，所得配合物呈平面四边形结构。利用所合成的催化剂单组分引发了乙烯聚合。所得聚合物为高分子量线性聚合物，其中分子量可达770kg/mol，还实现了乙烯与丙烯酸甲酯等极性单体的共聚合，得到了具有不同极性单体插入率共聚物，极性单体插入率高达8mol％。实验结果表明极性单体不仅插入到了高分子链末端，还插入到了分子链中。这是中性镍催化剂在烯烃聚合历史上的重大突破。

技术领域

本发明涉及新型酚-膦镍配合物的合成及乙烯/极性单体共聚物的制备技术领域，具体指一种大位阻中性镍催化剂及制备方法和制备乙烯/极性单体共聚物的应用；应用聚乙烯/聚丙烯酸甲(丁)酯无规共聚物及其制备方法。

背景技术

聚烯烃是世界上产量最大、应用最为广泛的高分子材料。聚烯烃具有优异的力学强度和加工性能、卓越的耐化学腐蚀性和良好的电气绝缘性能等，同时价格低廉。聚烯烃在交通、建筑、农业、国防建设和人们的日常生活等各个领域有着广泛的应用。聚烯烃只含有碳和氢两种元素，属于非极性聚合物，非极性本身导致了聚烯烃材料的可印染性、抗静电性、亲水性很差，界面相容性差等，严重阻碍了聚烯烃在许多领域的应用，而这些领域目前被成本更高、环境不友好的材料所占据，合成功能化聚烯烃迫在眉睫的。

所谓的功能化是指在聚烯烃大分子链中引入极性官能团或者极性分子链，从而增加材料的极性，赋予其更高的材料使用价值。目前实现聚烯烃功能化主要有四种方法。1.高压自由基共聚法，在高温高压的条件下，乙烯可以和多种极性单体共聚，但自由基共聚物结构复杂，同时结构不可控，反应需要的条件十分苛刻，前期设备一次投入比较大。2.后反应加工法，对已有的聚烯烃材料进行化学改性，就是所谓的后反应加工法，目前，商业化的功能聚烯烃大多数是基于这种方法制备得到的。该种方法的成本较低，操作方便，但是该种方法需要高温辐射源，经常发生聚合物的降解和交联副反应，严重破坏了聚合物原有的优异性能。3.反应中间体法，设计一个功能性单体，通过共聚反应将功能性基团引入到聚烯烃中，从而得到反应性中间体，再将功能性基团转化为极性基团得到功能化聚烯烃。该种方法最关键的地方在于设计反应功能性中间体，不仅要求功能性单体能够较容易地与烯烃单体实现共聚，同时要求功能性基团能够后转化成各种极性基团。4.直接共聚法，烯烃和极性单体在配位聚合催化剂的作用下，温和地实现聚烯烃的功能化。这种方法无疑是合成结构可控的侧基功能化聚烯烃最直接的方法。它不仅可以保证所引入的极性基团无规分布于聚烯烃的侧基，而且通过控制极性共单体的插入率，可以调节所引入极性基团的数量。由于烯烃配位聚合催化剂极易与极性单体中的O和N等杂原子的孤对电子配位，形成稳定的络合物而使催化剂失活，从而大大限制了它的实际应用。