[发明专利]一种支化程度可控的聚烯烃材料的合成方法

说明书

本发明提供了一种支化程度可控的聚烯烃材料的合成方法，包括以下步骤：将环状烯烃单体在催化剂条件下进行聚合反应；所述环状烯烃单体如式I所示：式I；其中n≥0，且n为整数。本发明通过改变反应单体和反应参数如反应温度、溶剂种类、催化剂浓度、单体浓度和反应时间等，可实现对聚烯烃支化程度、分子量及其分布的控制。与现有工艺相比，本发明是一种全新的聚合工艺，可以制备支化结构精确可控的超支化聚烯烃。根据本发明制备的聚烯烃材料支化程度可控、粘度低、流动性好，可广泛应用于涂料、润滑剂、聚合物加工流动改善剂等领域。

技术领域

本发明涉及聚烯烃领域技术，具体涉及一种支化程度可控的聚烯烃材料的合成方法。

背景技术

聚烯烃是开发最早、产量最高、应用最广的高分子材料。聚烯烃又是一类成分最为简单的高分子材料，从组成成分上来看，聚烯烃仅仅由碳元素和氢元素两种元素组成。尽管组成成分简单，聚烯烃的材料却可以因其化学结构的变化而呈现千变万化的性能。较常见的聚烯烃材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚α-烯烃等各种类型，在生活生产的各个领域扮演着无可替代的重要角色。从高分子物理化学角度上看，聚烯烃材料的特性主要受其化学结构、分子量及其分布、填料、加工方式等影响。在诸多影响因素之中，具有决定性作用的是聚烯烃材料的化学结构。尽管这一类材料通常只由碳氢两种元素组成，其聚合物的链结构却千变万化。各类烯烃材料具有不同的支链结构，而这些支链的长度、密度、排布方式等会对材料性能产生深远的影响。以聚乙烯材料为例，依支化程度及分子量不同，可分为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度线型聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)等不同材料。一般情况下，聚烯烃材料的支化程度越高，材料的结晶度也就越低，对应的粘度越低、流动性也就更好，具有更好的可加工性能，也可用于涂层、润滑剂、交联剂等领域。

受目前合成方法的限制，很难合成具有较高支化程度的聚烯烃。尽管Guan Zhibin等人在90年代就提出了采用“链行走聚合”方法合成具有较高支化程度的聚烯烃材料(Science,Vol 283,1999)，这一类方法受所用反应机理及催化剂的限制，很难控制聚合物的支化结构，所得聚烯烃材料的支化长度受统计学规律制约而呈现随机分布，从而影响这一类材料的性能。因而，设计新的合成方法以合成具有高度可控、高度精确支化结构的聚烯烃材料是这一领域发展的重中之重。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种支化程度可控的聚烯烃材料的合成方法，具体为一种精确可控的超支化聚烯烃的合成方法，通过控制反应过程中的各参数，可是实现对聚烯烃支化程度、分子量及其分布的控制，从而实现其他方法无法达到的具有精确可控支化结构的超支化聚烯烃的合成。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种支化程度可控的聚烯烃材料的合成方法，包括以下步骤：

将环状烯烃单体在催化剂条件下进行聚合反应；

所述环状烯烃单体如式I所示：

式I；其中n≥0,n为整数。

优选地，所述聚合反应中，环状烯烃单体的摩尔浓度为0.2-2mol/L，更优选0.2-1mol/L。当反应中单体的浓度超过1mol/L时，该反应会由于过高的支化程度而产生交联难以控制，所得聚合物难以溶解于有机溶剂中；而当反应浓度低于1mol/L时，则可以形成线型或支化结构的聚合物。

优选地，所述催化剂选自金属有机催化剂。

优选地，所述金属有机催化剂包括含钌、钼或钨的金属有机催化剂中的至少一种。所述用于本发明的催化剂具有优异的烯烃复分解催化能力。