[发明专利]一种基于双核铝路易斯酸的受阻路易斯酸碱对催化乙烯基单体聚合的方法

说明书

本发明公开了一类基于双核铝路易斯酸的受阻路易斯酸碱对催化乙烯基单体聚合的方法，属于高分子合成技术领域。本发明实现了在温和条件下高效催化乙烯基单体且聚合物分子量及分子量分布可控，为聚合物可控合成提供了新的策略和方法。本发明中聚合机理涉及双核铝的协同催化作用进行共轭加成。本发明的双核铝催化体系具有廉价易得，操作方便，反应条件温和，单体适应性广等优点。此外还可以通过调节Lewis酸/碱的pKa来实现不同单体的高效转化，可精确调控聚合物的分子量及分子量分布，引发效率接近100％。该类催化体系可高效催化甲基丙烯酸甲基和丙烯酸丁酯的均聚及共聚合反应，也为两者的共聚物热塑性弹性体提供了新的合成策略及途径。

技术领域

本发明涉及一种基于双核铝路易斯酸的受阻路易斯酸碱对催化乙烯基单体聚合的方法，属于高分子合成技术领域，具体涉及双核有机金属铝路易斯酸的制备方法与催化乙烯基极性单体合成高分子量聚合物的活性聚合体系。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯，即PMMA，俗称有机玻璃，是一种透明的有机高分子材料。因其独特的物理化学性质，具有质地轻、易于加工、透光度较好、耐抗性等优点，在汽车，建筑，医学等领域广泛应用。目前中国对PMMA的需求量日益增长，但PMMA生产技术主要由美国、日本等发达国家的企业所掌握，而中国高品质PMMA的需求量需依靠进口。因此，为摆脱国外对高端品质的PMMA垄断情况，满足国内对PMMA的需求，发展提高PMMA性能的技术是很有必要的。同时基于PMMA的热塑性弹性体也是替代苯乙烯类弹性体的最佳替代品。

目前催化极性乙烯基单体聚合的催化剂中路易斯酸碱对，能在温和的条件下得到具有较窄的分子量分布，且对非极性二烯烃的区域可以进行选择性催化聚合，所得聚合物中单体的双键可以完全保留。但是多数现有路易斯酸碱对催化极性乙烯基单体聚合中存在引发效率低、单体不能达到完全的转化、高分子量和窄分子量分布的聚合物不能同时得到、在聚合过程中伴有链转移和链终止副反应。此外，目前研究最多是为单核铝路易斯酸体系，基于双核铝路易斯酸催化体系还未见报道。本申请基于双核铝路易斯酸的设计合成及其路易斯酸碱对设计，为乙烯基极性单体提供新的聚合策略和方法，同时双路易斯酸中心可以有效抑制副反应，为极性单体的均聚及共聚实验提供可能，也为实现PMMA类热塑性弹性体的温和条件下合成提供新的策略和途径。

发明内容

本发明引入双核路易斯酸，提高MMA与nBA单体的引发效率和抑制副反应来实现PMMA，PnBA的高效，可控合成，同时为PMMA热塑性弹性体的温和条件下合成提供新的策略和途径。并提供一种基于双核铝路易斯酸的受阻路易斯酸碱对其它乙烯基单体聚合的方法。

本发明的技术方案：

一种基于双核铝路易斯酸的受阻路易斯酸碱对催化乙烯基单体聚合的方法，方法是在有机溶剂中，室温下，以乙烯基极性单体作为单体的原料，在双核铝Lewis酸和Lewis碱组成的受阻路易斯酸碱对的催化作用下进行共轭加成聚合反应，聚合时间为1s-2h，反应结束后淬灭。

进一步限定，双核铝Lewis酸的结构式如下：

式中，R¹为叔丁基或1-甲基环己基，R²为甲基或叔丁基，R³为甲基、乙基或Cl。

进一步限定，Lewis碱为有机磷、卡宾、卡宾烯或膦碱。

更进一步限定，卡宾烯结构式为：

其中R为甲基、乙基、异丙基、叔丁基或2,4,6-三甲基苯基。

更进一步限定，有机磷的结构式为：

其中，R₁为甲基，乙基，苯基，环己基，4-甲氧苯基，4-甲基苯基，叔丁基或正丁基。