[发明专利]一种用于催化极性共轭烯烃聚合的催化剂体系

说明书

本发明属于高分子合成的技术领域。本发明提供了一种用于催化极性共轭烯烃聚合的催化剂体系，其为一种稀土金属配合物和一种路易斯碱的组合，其中，稀土金属配合物和路易斯碱的摩尔比例为0.1～10:1。本发明的催化体系与现有技术的第四副族金属催化剂和稀土金属催化剂相比，该基于稀土金属的催化剂体系使用易于合成且相对较不敏感的均配型稀土金属配合物和商品化的胺，膦，氮杂环卡宾，降低了催化剂制备和保存成本。本发明催化剂适用于多种共轭极性烯烃单体，得到具有较窄分子量分布和较高规整度的聚合物。通过简单的调节稀土金属配合物的空间和电子效应可以有效的调控聚合物的分子量与微观结构。

技术领域

本发明属于化学技术领域，具体涉及一种催化剂。

背景技术

极性共轭烯烃聚合物由于具有优越的物化性能，在人们的生产和生活中具有重要应用。传统的自由基聚合由于链转移反应的存在，得到的聚合物往往有着很宽的分子量分布。第四副族金属催化剂和传统稀土金属催化剂可以高效的催化共轭极性烯烃的聚合，并且可以得到分子量可控，分子量分布窄，规则度高的聚合物。但是这些催化剂难以合成而且极度敏感，这很大程度上限制了它们在这一类聚合中的应用。近年来发现基于磷和硼的路易斯酸碱对可以高效的催化共轭极性烯烃的聚合，但是这一类聚合难以有效的控制聚合物的规整度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的稀土催化剂催化极性共轭烯烃的聚合存在的缺陷，提供了一种使用易于合成且相对较不敏感的稀土金属配合物与外加路易斯碱组成的催化体系，用于催化极性共轭烯烃聚合。本发明的催化体系利用稀土金属配合物电子，位阻效应易于调控对催化剂进行修饰，得到具有较高规整度的聚合物。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种用于催化极性共轭烯烃聚合的催化剂体系，其为一种稀土金属配合物和一种外加的路易斯碱的组合。其中，稀土金属配合物和路易斯碱的摩尔比例为0.1～10:1，优选地，稀土金属配合物和路易斯碱的摩尔比例为0.5～5:1；更优选地，稀土金属配合物和路易斯碱的摩尔比例为1～3:1。

本发明优选的技术方案中，所述稀土金属配合物通式为:(REX₃)n，其中，n是1～12的整数；RE选自钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)；X选自卤素、羧酸基、硝酸基、三氟甲磺酸基、1-12个碳原子的烷基、2-12个碳原子烯基、2-12个碳原子炔基、6-24个碳原子的芳基、5-24个碳原子的环戊二烯基、1-12个碳原子的烷氧基、6-24个碳原子的芳基、1-12个碳原子芳氧基、6-24碳原子苄氧基、1-12个碳原子的胺基、6-24个碳原子的芳胺基、6-24碳原子苄胺基。

本发明优选的技术方案中，路易斯碱通式为:ER₃，E选自磷(P)、氮(N)；R选自1-4个碳原子烷基、3-6个碳原子环烷基、6-24个碳原子的芳基。

本发明优选的技术方案中，路易斯碱通式为:R²选自1-4个碳原子烷基、3-6个碳原子环烷基、6-24个碳原子的芳基；R³选自1-4个碳原子烷基、3-6个碳原子环烷基、6-24个碳原子的芳基；R⁴选自1-4个碳原子烷基、3-6个碳原子环烷基、6-24个碳原子的芳基；R⁵选自1-4个碳原子烷基、3-6个碳原子环烷基、6-24个碳原子的芳基。

本发明的第二方面是上述的催化剂体系用于催化极性共轭烯烃聚合。优选地，催化剂体系在反应中加入量，按路易斯碱计，为单体烯烃摩尔量的0.05％-10％。