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稀土催化剂是共轭双烯烃均聚、共聚合的高效催化剂。聚合物的分子量较大,顺式结构含量高。本课题组对这方面有过大量的研究,取得了一定的成果。 本论文采用了新型的稀土催化剂,成功制得有较高分子量、高顺式结构的聚异戊二烯。采用此类催化剂,进行了异戊二烯/苯乙烯的共聚合研究,得到异戊二烯/苯乙烯的无规共聚物。 采用新型不含卤素的Nd(P204)3-Al(i-Bu)3-MAO三元稀土催化体系成功制得了聚异戊二烯。在Al/Nd(摩尔比,下同)=80,Al(i-Bu)3/MAO=20/80,IP/Nd=2500,甲苯为溶剂,聚合温度50℃,聚合时间1小时下,可获得异戊二烯均聚物,聚合反应转化率为97%,Mn=26.5×104,Mv=56.7×104;聚合物的顺式含量高在95%左右。 采用新型NdCl3·3HMPA-Al(i-Bu)3稀土催化剂成功制得了聚异戊二烯。研究发现该催化体系对异戊二烯的均聚活性比较大,产物的顺式含量也相当高。在HMPA/NdCl3=3,Al/Nd=30,IP/Nd=1000,甲苯为溶剂,聚合温度50℃,聚合时间6小时下,可获得异戊二烯均聚物,聚合反应转化率为92%,Mw=69.0×104,顺式含量为95%。 采用此催化体系还制得了异戊二烯/苯乙烯的无规共聚物。本催化体系不能使苯乙烯发生均聚合,却可以催化异戊二烯/苯乙烯的无规共聚。在HMPA/Nd=5,Al/Nd=30,Monomer/Nd=1000,IP/St=7/3,甲苯为溶剂,聚合温度50℃,聚合时间6小时下,可以得到异戊二烯/苯乙烯无规共聚物。聚合反应的总转化率为63%,苯乙烯在聚合物中的含量为8%,[η]=1.73dL/g,共聚物中异戊二烯链段的顺式含量为96%,且共聚产物没有凝胶。而本实验得到的共聚物中的异戊二烯链段的顺式含量不随苯乙烯含量的提高而下降,均保持在96%左右。这是一个优良的特性,为普通催化剂所没有的。普通的催化剂催化异苯共聚,随着苯乙烯在共聚物中的含量提高,其异戊二烯链段的顺式含量随之下降。 首次将MAO单独作为NdCl3·HMPA的助催化剂催化异戊二烯的均聚。发现该催化体系对异戊二烯均聚有活性,但活性不是很高,MAO用量也比较大。在HMPA/Nd=5,Al/Nd=140,IP/Nd=500,在50℃下,甲苯作为溶剂,得到的聚异戊二烯,Mw=37.6×104,顺-1,4含量约为95%。通过GPC发现聚合体系有两个活性中心C1*和C2*:C1*活性较高,但寿命较短,而C2*活性较低,但寿命较长,随着反应的进行,代表C2*的分峰逐步向高分子量部分移动,表明随时间的增加,以C2*为活性中心的链长增加,判断C2*具有准活性的特征。 鉴于Nd(P204)3-Al(i-Bu)3-MAO及NdCl3·3HMPA-Al(i-Bu)3体系是IP均聚和共浙江大学硕士学位论文聚的良好催化剂,尝试进行了利用这两个体系催化丁和Bd共聚的研究。但由于这两个体系中,随着Bd链段在共聚物中的增多,凝胶现象严重,影响到了样品的测试,因此并没有深入下去。