烯烃聚合茂金属催化剂的研究进展

烯烃聚合茂金属催化剂的研究进展
烯烃聚合茂金属催化剂的研究进展

烯烃聚合茂金属催化剂的研究进展

摘要:介绍了茂金属催化剂与Zieglar-Nata催化剂相比的特点及催化烯烃聚合的原理,简介了近年来茂金属催化剂的研究进展,最后,提出了烯烃聚合催化剂的发展趋势。

关键词:茂金属催化剂、催化活性、分子模拟、负载化

20世纪50年代初,Zieglar-Nata催化剂的出现,既为金属有机化学、催化科学和高分子化学的理论研究开辟了新的领域,也大大促进了高分子工业的迅速发展,开创了烯烃聚合工业的新纪元.现在,世界上聚烯烃的年产量已高达数千万吨,经济效益十分可观.近些年来,烯烃的活性聚合反应越来越引起人们的广泛关注,因为烯烃活性聚合反应不仅时间短、收率高,产物的分子量高、分子量分布窄、立构规整度高,而且可产生最终功能化的聚合物和嵌段共聚物.而聚合反应的关键问题是催化剂,近年来可以引发烯烃活性聚合反应的结构新颖、催化活性高的茂类金属有机配合物催化剂相继问世,对聚合反应的发展有非常重要的作用.

茂金属(也叫金属茂)催化剂,即环戊二烯基金属配合物催化剂,是当前国际上的研究热点.这类单中心催化剂具有极高的催化活性,克服了传统多相催化剂所产生的聚烯烃产物分子量分布宽和结构难以调控的缺点,所得到的高分子产物分子量分布狭窄,组成分布均匀,并能有效地进行立体控制聚合;还可以实现一些用多相催化剂难以实现的聚合反应,在高效催化聚合和共聚合以及光学活性聚合方面表现出优异的特性.这主要是因为茂金属催化剂中心金属、配体可在很大的范围内调控,从而影响中心金属周围的电荷密度和配位空间环境,使形形色色的聚合反应的活性和选择性得到控制.以聚丙烯为例,可以立体选择性地分别制出无规、等规、半等规、问规、嵌段等一系列品种.因此,茂金属催化剂的研究,不仅在发展聚合理论方面具有重要的科学意义,而且有可能使高分子工业面临一场新的革命.

1.茂金属催化剂的特点

茂金属催化剂与传统的Zieglar-Nata催化剂比较具有如下特点:

1.极高的催化活性

含l克锆的均相茂金属催化剂能够催化得到100吨聚乙烯。由于有如此高的活性,催化剂允许保留在聚烯烃产品中。烯烃的插入时间约为10-5秒,与生物酶催化反应相当。此外,茂金属催化剂对丙烯聚合的催化活性也可高达107g.(molZr.h)-1。

2.活性中心单一,聚合产品具有很好的均一性

茂金属催化剂催化烯烃聚合所得聚合物分子量分布相对较窄,共聚单体在聚合物主链中分布均匀。均匀性无疑使人们可以开发出性能更加优异的聚烯烃产品,但是,较窄的分子量分布使聚烯烃树脂的加工性变差。

3.具有优异的催化共聚能力

茂金属催化剂能使大多数共聚单体与乙烯共聚合,可以获得许多新型聚烯烃材料,除常见的a-烯烃单体外,一些空间位阻较大的单体和一些双环或多环烯烃单体也有实例报道,如苯乙烯和降冰片烯。

4.均相茂金属催化剂工业化成本高

均相茂金属催化剂催化烯烃聚合要达到较高的催化活性需要使用大量昂贵

的助催化剂(如MAO等),导致生产成本偏高。目前将茂金属催化剂负载到一些无机载体(如SiO2、MgCl2和Al2O3等)上可降低助催化剂的用量,增加了催化活性,而有机载体负载的茂金属催化剂在达到与无机载体相同的基础上,可进一步降低A1/Zr摩尔比,从而降低生产成本,甚至可用其他烷氧基铝代替昂贵的MAO。且有机载体负载的茂金属催化剂催化烯烃聚合得到的聚烯烃产品中无机灰分含量更低,有利于生产高性能的聚烯烃产品

5.具有可控性

在进行潜手性烯烃单体聚合时,使用不同立体结构的茂金属催化剂,可以得到各种立规结构的聚合物(如等规、间规和无规聚丙烯等)。另外,通过改变催化剂的结构或聚合条件也可以控制聚合物的分子量、分子量分布、共单体含量、侧链支化度、密度、熔点以及结晶度等参数。采用茂金属催化剂催化烯烃聚合所得的产品中常含有末端乙烯基,其数量可控,也可用双烯烃共聚来获取。利用这种末端乙烯基可进行后聚合接枝共聚,使产品官能化,有助于改进树脂的湿润性、可镀性、可涂饰性、黏着性以及相容性等。

2.茂金属催化烯烃聚合原理

2.1乙烯聚合及聚合物特性

对于乙烯聚合,二茂锆/MAO催化剂活性是传统的齐格勒催化剂体系的10~100倍。通常用茂金属催化剂生产的PE,M W与M n的比值约为2,在每1000个碳原子中发现只有0.9一1.2个甲基支链。根据所使用的催化剂不同,聚合产物的相对分子质量可能相差50倍。双峰相对分子质量分布可以通过使用不同催化剂的混合物来实现。相对分子质量的调节则有三种方法:通常提高聚合温度,增加茂金属与乙烯比;再加入少量氢可以很容易使相对分子质量降下来。这类聚合物的熔点约139—140.5℃,密度为0.947—0.953g/cm3。

茂金属可用于乙烯与丙烯、l一丁烯、1.戊烯、1一己烯及1-辛烯等共聚生产LLDPE。如前所述,与Z—N催化剂相比,使用这些催化剂合成的聚合物,其共聚单体分布更均匀,回收物较少。

2.2丙烯聚合

2.2.1聚合机理

在茂金属丙烯聚合中,由于茂金属是夹心结构,丙烯具有前手性,因此,丙烯单体的聚合物在每个叔碳原子处都有假手性中心。这些连续的手性中心的构型规律性用聚合物的等规度来描述。如果两个邻近的手性中心具有相同构型,该手性中心的“二重对称性”在排列中称为内消旋;如果构型相异,则称为外消旋。仅包括内消旋二重对称性的聚丙烯称为全同立构聚丙烯;而只包括外消旋二重对称性的聚合物,则称为间规立构聚丙烯;同时具有外消旋和内消旋二重对称性的聚丙烯,则称之为无规立构聚丙烯。

2.2.2聚合物特性

全同立构聚丙烯(iPP)聚合物的特性和熔点,根据沿聚合物链任意分布的无规排列的支链数量来决定。茂金属iPP的熔点在125~165℃之间。由于茂金属均聚物和共聚物中的低分子数量少,在食品包装领域具有广泛的用途。使用高立构选择性茂金属时,生产的PP具有更高的结晶度和硬度。通常硬度比传统的PP高25%一33%,其特性实际上类似于填充滑石或其它材料的传统PP的特性。

与iPP相比,间规立构聚丙烯(sPP)具有高度不规则性。我们通常所见的是低密度和低熔点的产品。sPP结晶粒度小,导致其透明性比iPP的更高,但对

气体的阻隔性差,所以不适用于食品包装。然而sPP所具有的良好耐辐射性能使其适用于医学用途。这些聚合物拥有良好的抗冲击强度。

3.研究进展

3.1吉林大学的张越涛等进行了四甲基环戊二烯基苯氧基二氯化钛衍生物的合成及催化烯烃聚合研究,先后合成了3,4-二苯基环戊二烯基苯氧基二氯化钛和四甲基环戊二烯基苯氧基二氯化钛两个系列的多种化合物。催化烯烃聚合反应表明,四甲基环戊二烯基苯氧基二氯化钛系列化合物对乙烯均聚和共聚均表现出优良的催化性能。然而,采用已有的模板合成法合成此类化合物,产率偏低,限制了此类催化剂的进一步开发应用。用三甲基硅基取代的配体与TiCl4反应,成功地合成了该系列化合物,并提高了产率,进一步研究了这些化合物在t-Bu3Al 和Ph3C+B(C6F5)4-活化下对乙烯聚合的催化性能。

催化剂的合成:4,6-二叔丁基-2-四甲基环戊二烯基苯氧基二氯化钛的合成.在氮气氛下,将1g配体溶于30ml乙醚,在-15℃冰盐浴下向体系中滴加2mol正丁基锂,升至室温后搅拌2小时,将反应重新置于冰盐浴中,滴加6.2mmol一氯甲基硅烷的乙醚溶液(10ml),升至室温后搅拌过夜。除去乙醚,加入30ml己烷。在-78℃条件下将该溶液加入与配体等摩尔的四氯化钛己烷溶液(10ml)中,升至室温后水浴(65℃-75℃)加热24小时。经G4熔砂漏斗过滤,真空浓缩,于-20℃下析出纯品0.71克,产率52.3%。反应得到红色固体。

对于这种催化剂,随着铝/钛摩尔比的升高,催化活性呈先上升后降低的趋势。助催化剂异丁基铝主要起使催化剂中心金属烷基化和清除反应体系中杂质的作用,随着异丁基铝用量的增加,烷基化和除杂反应都会进行得更彻底,因而催化活性会随之提高,但过多的异丁基铝会消耗一部分Ph3C+B(C6F5)4-,使得催化剂不能得到有效的活化,也考察了硼/钛摩尔比对催化活性的影响,在多数情况下,摩尔比为1.5时,催化活性最高。

3.2吕春胜等进行了二甲基二茂锆化合物的合成及催化乙烯聚合反应研究,,合成了大立体位阻的二甲基二茂锆化合物,经元素分析、核磁共振氢谱、碳谱和X射线晶体衍射分析,确定了该化合物的结构。经Al(i-Bu)3/ Ph3C+B(C6F5)4-活化,该化合物催化乙烯聚合反应显示出较高的催化活性,生成高分子量及高熔点聚乙烯$ 该体系的特点是在较低的铝/锆比下即可有效地催化乙烯聚合。

催化剂的合成:在N2气气氛下,控制反应体系温度为-78℃,将1.2ml甲基锂的乙醚溶

液缓慢滴加到化合物(1)(0.4914g,0.79mmol)的20ml乙醚溶液中,滴加完毕,继续搅拌1小时换成冰盐浴搅拌3小时,真空转移溶剂,残余物用己烷萃取,经过滤、浓缩、低温放置,析出淡黄色晶体0.251g,产率54.8%。

乙烯聚合反应以Al(i-Bu)3为净化剂,Ph3C+B(C6F5)4-为助催化剂,研究了化合物(2)在不同条件下对乙烯聚合的催化作用。对于化合物(2)Al(i-Bu)/ Ph3C+B(C6F5)4-体系,随着铝/锆的升高,催化活性呈先上升后下降的趋势。Al 3

(i-Bu)3主要起清除反应体系中杂质的作用,随着Al(i-Bu)3用量的增加,除杂反应进行得更彻底,因而催化活性随之提高,但过多的Al(i-Bu)3会消耗部分Ph3C+B(C6F5)4-,使催化剂不能得到有效活化。无论是用Ph3C+B(C6F5)4-还是用MAO作助催化剂,催化剂(2) 的一个显著特点是所生成的聚乙烯分子量高、熔点高.这与化合物(2)的配体空间位阻大有直接关系,2个茂环上的4个苯基在中心金属周围形成一个拥挤的配位环境,从而有效地阻止了beta-H消除反应,降低了链终止速率,因而可形成较长的聚乙烯链。

3.3针对均相茂金属催化剂工业化面临的聚合物颗粒形态难以控制、无法获得满意的催化剂寿命、较高催化活性、需用大量MAO导致成本偏高等缺点,通过负载化使均相催化剂非均相化,将负载型催化剂扩大应用到烯烃淤浆或气相聚合工艺中,将茂金属催化剂最早负载化的是Exxon公司。负载化可降低MAO用量,或用普通的烷基铝代替MAO作助催化剂活化一些负载型茂金属催化剂体系,以降低生产成本。此外,这类非均相催化体系还可以增加活性中心稳定性、延长催化剂寿命、防止双分子失活和beta—H消除、提高催化效率、改善聚合物颗粒形态且无粘釜现象。

茂金属催化剂进行负载化要综合考虑催化剂同载体之间的相互作用,例如在硅烷表面进行负载化时要考虑催化剂的密度和硅羟基对催化剂的毒害效应,在两者之间选择合适的平衡,这就要求对硅烷的处理过程进行考察,选择适当的处理试剂及条件。而在有机大分子表面进行负载化时,要考虑高分子中基团对催化剂的影响。

3.4分子模拟技术是一门新兴的计算化学技术,利用分子模拟技术, 可以计

算茂金属催化剂催化烯烃聚合时各初始态、中间态的能量。利用中间态和初始态的能量差, 可以有效地对茂金属催化剂的活性进行预测。通过计算丙烯聚合时甲基位置对不同方式插入能垒的影响, 可以预测茂金属催化剂的立体选择性, 从而可以进一步研究茂金属催化剂上取代基类型及所处位置对茂金属催化剂立体选择性的影响。分子模拟技术对加快茂金属催化剂的开发具有一定的指导作用。展望

在当前社会对高分子聚合材料的需求量越来越大,同时也对聚合材料的性能也有新的要求。因此研究开发高活性、高选择性、条件温和、原子经济性强的限定几何构型的或单活性中心的新型高效烯烃活性聚合催化剂将是这一领域的热点,进一步研究金属催化剂的新型聚合反应,为新型高分子材料的合成提供新方法。

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茂金属催化剂的发展及工业化

专论 综述 弹性体,2003 06 25,13(3):48~52 CHINA EL AST OM ERICS 收稿日期:2002 11 20 作者简介:艾娇艳(1974-),女,湖南,中山大学化学化工学院高分子研究所在读博士。 茂金属催化剂的发展及工业化 艾娇艳1,刘朋生2 (1.中山大学化学与化学工程学院高分子研究所,广东广州 510275;2.湘潭大学化学化工学院,湖南湘潭 411105) 摘 要:讨论了茂金属的发展及其特性,介绍和总结了茂金属聚烯烃的工业化及其最新进展。并从中国茂金属聚烯烃技术发展的实情提出了一些建议。 关键词:茂金属;催化剂;聚烯烃 中图分类号:T Q 314.24 文献标识码:A 文章编号:1005 3174(2003)03 0048 05 茂金属催化剂因其催化活性高、生成的聚合 物相对分子量分布窄、聚合物结构可控、聚合物分子可剪裁等优点,成为继高效载体型催化剂之后的新一代聚烯烃催化剂。茂金属催化剂是90年代初实现工业化的开创性新型催化剂,是90年代聚烯烃技术开发最集中的领域,并正在引起一场聚烯烃工业技术的革命。因此也将直接影响21世纪聚烯烃的基本面貌。目前,世界主要聚烯烃制造商都投入了相当大的人力、物力和财力,加速茂金属催化剂的研究开发及工业化应用速度,并以其生产出新的高附加值、高性能的茂金属聚烯烃。由于茂金属催化剂可以适应现代工业化聚烯烃生产的主要工艺,随着茂金属催化剂成本的降低,其生产的聚烯烃所占的份额会日益增加。1 茂金属的发展史 国外对茂金属的研究可追溯到50年代。1951年Miller 和Pauson 等人首次发现茂金属 二茂铁[1],自此茂金属化合物得到蓬勃发展。随后其他茂金属(茂铬、茂钛、茂锆和茂铪)也制备出来。 1957年,Natta [2] 和Breslow [3]等分别首次引用可溶性的二氯二茂钛(Cp 2T iCl 2)代替TiCl 2与Et 2AlCl 组成的均相催化体系催化乙烯聚合,可以生成聚乙烯,但催化活性不高。 直至1973年,Reichert 和M eyer [4] 首先发现,向CpT i(Et)Cl/AlEtCl 2催化体系加入少量的水, 不但没有使催化剂!中毒?失去活性,反而大大增加了该体系催化乙烯聚合的活性。随后Bres low [5]研究了水对活性不高的催化体系Cp 2T iCl 2/Me 2AlCl 的影响,认为少量的水可以部分水解为Me 2AlCl,形成二聚铝氧烷ClMeAl O AlMeCl,它是较强的lew is 酸,有利于形成对催化乙烯具有高活性的甲基取代产物Cp 2T i(M e)Cl 。 直到80年代初期,茂金属催化剂才真正得到人们的足够重视。1980年W.Kaminsky 和Sinn [6]等人用甲基铝氧烷(MAO)齐聚物与Cp 2ZrMe 2组成催化体系用于乙烯聚合,结果表明催化体系有很高的催化活性(9#106g PE/mol Zr h)。这一划时代的发现,震动了高分子学术界,因为这比当时活性最高的以Mg Cl 2负载的载体催化剂高出几十倍,而且这种均相Zr 催化剂的活性中心的浓度高达100%,而乙烯高效载体催化剂的活性中心的浓度一般只有50%~70%。 另一方面,由于MAO 的发现和新的茂金属催化剂的合成,一批具有新型结构的聚合物应运而生。1984年Brintzinger [7]合成了立体刚性的桥联茂金属催化剂rac Et (Ind)2ZrCl 2和rac (H 4Ind )2ZrCl 2,以及Et (Ind )2T iCl 2和Et (H 4Ind)2T iCl 2,其中Zr 催化剂用MAO 活化后催化丙烯聚合具有很高的立体选择性和催化活性,首次用茂金属催化剂催化丙烯聚合获得了等规聚烯烃。这一发现导致人们用刚性茂金属催化剂对 烯烃的等规聚合进行了更加广泛的研究。此后,大量的桥联茂金属化合物不断涌现,它们都有单一的活性中心和立体选择性。

后过渡金属催化剂综述

后过渡金属催化剂综述 1催化剂的意义 催化剂是可以加速化学反应的物质。化学反应若要发生,则反应物分子之间必须有足够能量的发生碰撞以形成活性复合物或过渡态复合物,这个能量就是活化能。而催化剂能够提供一个较低的活化能,因此加速了化学反应的发生。和未添加催化剂的反应的一步实现原理相比,催化反应包含了许多种化合物与过渡态复合物[1]。 催化技术对于目前乃至未来的能源、化学反应、环境工业、石化工业都是至关重要的。原油、煤和天然气向燃料和化学原料的转化,大量石油化工和化学产品的生产,以及CO、NO、碳氢化合物排放物的控制,全都依赖于催化技术。此外,催化剂还是燃料电池电极的必要组分——无论电极使用的是固体氧化物离子还是聚合物质子电解液[2]。催化技术的发展、催化剂的改进和新催化剂的成功开发, 往往会带动已有工艺的改进和新工艺的诞生。据统计,85%以上的化学反应都与催化反应有关。目前工业上采用的催化剂大多为金属、金属盐和金属氧化物等多相催化剂, 其优点是催化性能较稳定, 使用温度广, 容易回收重复使用, 但催化活性较低, 反应常常需要高温、高压条件, 而且副反应较多。最近几十年, 发展了以有机金属络合物为主的均相催化剂, 为化学工业带来革命性进步。这种催化剂分散度高, 活性中心均一, 结构明确, 催化剂活性和选择性都较高, 反应可以在很温和的条件下进行[3]。 2后过渡金属催化剂的性质 聚烯烃工业的发展是一个国家石化工业发展的重要标志。Ziegler - Natta催化剂、茂金属催化剂和后过渡金属催化剂仍然是烯烃聚合催化剂研发的3个主要方向[4]。 90年代,美国北卡罗来纳大学的Brookhart等人[5]报道了利用适当的配体, 可使元素周期表中的第Ⅷ族中Ni和Pd的配合物用来引发烯烃聚合, 从而由单一烯烃可获得高分子量的、有各种支化度的聚合物, 并能实现与极性单体的共聚。他们将这一类催化剂称为烯烃聚合后过渡金属催化剂。后过渡金属催化剂中金属元素的种类涉及到第Ⅷ族中的元素, 目前研究得比较多的为Fe、Co、Ni、Pd4种金属元素[6]。 这类金属配合物的亲氧性相对较弱,对空气和水分不太敏感,特别是催化烯烃以及环烯烃聚合的活性很高[7],而且对比茂金属催化剂, 后过渡金属催化剂具有稳定性好、生产费用低、能生产新品种聚烯烃以及能合成带有官能团的新型聚合物等优点。再加上后过渡金属催化剂合成相对简单, 产率较高,因而其成本远低于茂金属催化剂, 而且聚合时助催化剂用量比较低, 一般与负载的茂金属催化剂相当, 因此成为烯烃聚合用催化剂的新的研究热点[8]。 3 后过渡金属催化剂的种类 后过渡金属烯烃聚合催化剂是指以镍( Ⅱ) 、钯( Ⅱ) 、铁( Ⅱ) 、钴( Ⅱ) 、钌( Ⅱ)等后过渡金属原子为活性中心的一类金属配合物烯烃聚合催化剂。 3.1 镍系 镍系包括双亚胺类、P - O类和N - O类等。双亚胺类镍系烯烃聚合催化剂是指以双亚胺为配体的一类平面型镍(Ⅱ)阳离子配合物。当采用甲基铝氧烷(MAO)作助催化剂时,二溴化双亚胺合镍的衍生物具有很高的催化活性。这类催化剂在Lewis酸如MAO 的作用下形成阳

新型后过渡金属烯烃聚合催化剂—镍系烯烃聚合催化剂

新一代聚烯烃催化剂 ———后过渡金属催化剂 苏 宇 杨海滨(中山大学高分子研究所,广州 510275) 摘 要 本文综述了以α2二亚胺为配体的Ni(Ⅱ)基和Pd(Ⅱ)基、以三吡啶二亚胺为配体的Fe(Ⅱ)基和Co(Ⅱ)基后过渡金属催化剂,包括催化剂的组成、对烯烃聚合及共聚合的性能和聚合机理。 关键词 后过渡金属,镍,钯,烯烃,聚合,催化剂 NOVE L OL EFIN POLYMERIZATION CATALYSTS Su Yu Yang Haibin (Institute of Polymer Science,Zhongshan University,Guangzhou510275) Abstract This paper introduces about Ni(Ⅱ)、Pd(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)2based novel late transi2 tion metal catalysts,and the composition of catalysts,properties of olefin homopolymerization and copolymerization and mechanism of polymerization reaction are given. K ey w ords late transition metal,Palladium,Nickel,olefin,polymerization,catalyst 全球对聚烯烃的市场需求日益增大。据美国Chem System公司预测[1],到2003年,世界对乙烯的需求量为10500万t,年均增长率为515%;而对丙烯的需求量为6700万t,比1998年增加1600万t。这惊人的数字说明了聚烯烃的生产及改良是市场客观要求的必然。而聚烯烃树脂性能的改进与聚合催化剂密切相关。Ziegler催化剂的开发和改进大大提高了线型聚乙烯的性能,茂金属催化剂的出现使聚烯烃发生了革命性的变革。与此同时,新型非茂金属———后过渡金属催化剂(又称Brookhart催化剂)的开发研究更引人注目,它为制备更宽范围的聚烯烃树脂提供了可能。1995年,Brookhart等人[2]用大体积α2二亚胺配体形成的Ni(Ⅱ)和Pd (Ⅱ)基络合物,成功地实现了促进链增长的目标,成为第一个能够生产高分子量的后过渡金属催化体系。最近2年,伦敦Imperial大学的G ibson研究小组[3]和美国Brookhart研究小组[4]独立发现了Fe (Ⅱ)基和Co(Ⅱ)基催化体系,这种新催化体系不仅在活性和聚合物性能控制方面具有茂金属催化剂的很多优点,而且具有成本低、可生产更宽范围聚合材料的潜力。本文即对后过渡金属催化剂作一综述。 1 后过渡金属催化剂的特点 与传统Ziegler-Natta催化剂及茂金属作比较,后过渡金属催化剂的主要特点是: (1)它选择了Ni、Pd、Fe、Co等后过渡金属,而不是通常茂金属所采用的Ti、Zr等前过渡金属,所制备的催化剂也是单活性中心均相催化剂,因此可按预定目的精确控制聚合物的链结构; (2)聚合能力强,可用于烯烃和极性单体共聚。根据共聚单体特点和反应条件及催化剂种类,极性树脂中共聚单体含量约为013%~12%; (3)用于烯烃均聚(乙烯、丙烯、己烯等)。Ni (Ⅱ)和Pd(Ⅱ)基催化剂可用于生产带支链的聚合 后过渡金属催化剂之前的催化剂的特点

烯烃聚合茂金属催化剂的研究进展

烯烃聚合茂金属催化剂的研究进展 摘要:介绍了茂金属催化剂与Zieglar-Nata催化剂相比的特点及催化烯烃聚合的原理,简介了近年来茂金属催化剂的研究进展,最后,提出了烯烃聚合催化剂的发展趋势。 关键词:茂金属催化剂、催化活性、分子模拟、负载化 20世纪50年代初,Zieglar-Nata催化剂的出现,既为金属有机化学、催化科学和高分子化学的理论研究开辟了新的领域,也大大促进了高分子工业的迅速发展,开创了烯烃聚合工业的新纪元.现在,世界上聚烯烃的年产量已高达数千万吨,经济效益十分可观.近些年来,烯烃的活性聚合反应越来越引起人们的广泛关注,因为烯烃活性聚合反应不仅时间短、收率高,产物的分子量高、分子量分布窄、立构规整度高,而且可产生最终功能化的聚合物和嵌段共聚物.而聚合反应的关键问题是催化剂,近年来可以引发烯烃活性聚合反应的结构新颖、催化活性高的茂类金属有机配合物催化剂相继问世,对聚合反应的发展有非常重要的作用. 茂金属(也叫金属茂)催化剂,即环戊二烯基金属配合物催化剂,是当前国际上的研究热点.这类单中心催化剂具有极高的催化活性,克服了传统多相催化剂所产生的聚烯烃产物分子量分布宽和结构难以调控的缺点,所得到的高分子产物分子量分布狭窄,组成分布均匀,并能有效地进行立体控制聚合;还可以实现一些用多相催化剂难以实现的聚合反应,在高效催化聚合和共聚合以及光学活性聚合方面表现出优异的特性.这主要是因为茂金属催化剂中心金属、配体可在很大的范围内调控,从而影响中心金属周围的电荷密度和配位空间环境,使形形色色的聚合反应的活性和选择性得到控制.以聚丙烯为例,可以立体选择性地分别制出无规、等规、半等规、问规、嵌段等一系列品种.因此,茂金属催化剂的研究,不仅在发展聚合理论方面具有重要的科学意义,而且有可能使高分子工业面临一场新的革命. 1.茂金属催化剂的特点 茂金属催化剂与传统的Zieglar-Nata催化剂比较具有如下特点: 1.极高的催化活性 含l克锆的均相茂金属催化剂能够催化得到100吨聚乙烯。由于有如此高的活性,催化剂允许保留在聚烯烃产品中。烯烃的插入时间约为10-5秒,与生物酶催化反应相当。此外,茂金属催化剂对丙烯聚合的催化活性也可高达107g.(molZr.h)-1。 2.活性中心单一,聚合产品具有很好的均一性 茂金属催化剂催化烯烃聚合所得聚合物分子量分布相对较窄,共聚单体在聚合物主链中分布均匀。均匀性无疑使人们可以开发出性能更加优异的聚烯烃产品,但是,较窄的分子量分布使聚烯烃树脂的加工性变差。 3.具有优异的催化共聚能力 茂金属催化剂能使大多数共聚单体与乙烯共聚合,可以获得许多新型聚烯烃材料,除常见的a-烯烃单体外,一些空间位阻较大的单体和一些双环或多环烯烃单体也有实例报道,如苯乙烯和降冰片烯。 4.均相茂金属催化剂工业化成本高 均相茂金属催化剂催化烯烃聚合要达到较高的催化活性需要使用大量昂贵

新型烯烃聚合催化剂研究进展

新型烯烃聚合催化剂研究进展 黄增芳,张玲,伍青* (中山大学高分子研究所,广州510275) 摘要:由于过渡金属催化剂在烯烃聚合方面具有高活性和良好的分子剪裁性,通过调节催化剂的微结构或温度、压力等聚合环境的变化,可以在分子层次上实现烯烃聚合物的分子设计与组装, 实现聚合物物理性质的调控,最近引起了人们的广泛关注。本文介绍了过渡金属催化剂的合成及 其负载化,水相烯烃聚合及活性聚合等方面的研究进展。 关键词:过渡金属催化剂;烯烃聚合;水相聚合;活性聚合;负载化 目前,全世界每年聚乙烯和聚丙烯的产量已超过70Mt,这些聚合物在很大程度上改善了人们的日常生活,而高活性烯烃聚合催化剂的发现对合成新的聚合物起了关键性的作用[1]。1995年,Brookhart课题组对阳离子Ni和Pd二亚胺独特的催化特性的发现对烯烃聚合的发展产生了巨大的推动作用[2]。由于后过渡金属具有低的亲氧性,能够催化具有某种官能团的极性单体聚合[3],而且它们还能制得具有某种支链结构的聚合物,最近引起了人们的广泛研究兴趣[4~8]。 对于后过渡金属催化剂的合成,目前研究最多的主要是对水杨醛亚胺、A-二亚胺及吡啶二亚胺为配体的研究,而且大部分工作集中于在这些催化剂的基体上引入不同的取代基(包括吸电子、供电子基团)对其催化性能的影响(包括催化活性、热稳定性、聚合产物的分子量和规整度等)。Grubbs等认为,在水杨醛亚胺型催化剂上引入大的取代基,可以明显提高其催化活性[9]。Zuideveld等通过简便的方法在催化剂1上引入具有不同吸电性的大取代基合成了水杨醛亚胺型催化剂2,在催化乙烯聚合时,其活性都比催化剂1的催化活性要高,且2a、2d、2e在60e下几小时内都保持高活性,而2b、2c在20min后就基本没有了活性[10]。 对于A-二亚胺型催化剂,Johnson等认为在苯胺上引入大的取代基,其空间效应以及它们对正方平面络合物实际顶点的空间定位对单体的聚合反应是非常关键的[11]。Schmid等合成出了1,4-二杂氮-2,3-二甲基丁二烯配体(Ar-N=C(CH3)-(C H3)C=NAr)的Pd和Ni配合物3。单晶X射线分析表明,由于3c上大的取代基-t butyl之间的空间排斥作用使得Ni的正方络合平面发生弯曲,导致其具有手性,这种手性排列使聚合单体能有效到达活性中心Ni的理想配位点。而支链聚合物的形成需要在2,1-重新插入之前,由B-H消去后所得到的末端烯烃链能够进行旋转,配体中取代基体积的增加能够减小这种旋转,从而抑制了B-H消去后的2,1-重新插入。与3a、3b和3d相比,在催化乙烯聚合时,手性Ni化合物3c表现高的催化活性(2@104kgPE#(mol#Ni#h)-1,以MAO为助催化剂时催化乙烯聚合得到的是线形聚乙烯[12]。聚合物的特性是由其组分、结构、立体化学、分子量等所决定的,因此能够预计控制这些特性的方法引起了人们的极大兴趣。Cherian合成了新一代的立体选择性的手性Ni配位化合物4,希望能够利用取代基的立体位阻来抑制聚合时的链行走以得到规整度较高的聚烯烃。催化2-丁烯反向加成聚合时,通过13CNMR (19193ppm[rr],20108ppm[mr]+[rm],20123ppm[mm])测试表明,在-36e下聚合24h后所得反式聚丁烯的[mm]=0164,催化剂的对映面选择系数A=0186[13]。 目前,过渡金属烯烃配位聚合不仅在新催化剂的制备,而且在催化剂的负载化,提高催化剂的热稳定 基金项目:国家自然科学基金-中石化联合资助项目(20334030)和广东省自然科学基金项目(039184)资助; 作者简介:黄增芳(1976-),男,中山大学博士生,主要研究方向为后过渡金属催化烯烃聚合。 *通讯联系人,T el:(020)84113250,E-mail:ces wuq@https://www.360docs.net/doc/0218629623.html,

茂金属催化剂的合成资料

本科课程论文 《茂金属催化剂的合成简述》 课程名称高等有机化学 姓名梁腾辉 学号 1014122020 专业高分子材料科学与工程 任课教师程琳 开课时间 教师评阅意见: 论文成绩评阅日期 课程论文提交时间:年月日

茂金属催化剂的合成简述 摘要简要介绍了几种茂金属催化剂的有机合成以及其催化机理。 关键词茂金属催化剂合成催化 1 前言 烯烃聚合用茂金属催化剂通常指由茂金属化合物作为主催化剂和一个路易斯酸作为助催化剂所组成的催化体系,其催化聚合机理现已基本认同为茂金属与助催化剂相互作用形成阳离子型催化活性中心。茂金属催化剂一般指由过渡金属元素(如IV B 族元素钛、锆、铪)或稀土金属元素和至少一个环戊二烯或环戊二烯衍生物作为配体组成的一类有机金属配合物。茂金属催化剂具有极高的活性特别是茂锆催化剂含一克锆的均相茂金属催化剂可以催化100t的乙烯聚合但同时助催化剂的用量也是相当大的甚至Al/Zr>2000这在生产中意义不大。因此必须想法设法得倒活性高助催化剂用量少的茂金属催化剂[1]错误!未找到引用源。。 2 茂金属催化机理 均相茂金属催化剂主要分为非桥联单茂金属催化剂、非桥联双茂金属催化剂、桥联型茂金属催化剂、限制几何构型茂金属催化剂以及双核茂金属催化剂等。若茂金属催化剂以烷基铝氧烷为助催化剂,其催化机理是一个形成单一阳离子活性中心的机理。在茂金属催化体系中,一般要求助催化剂MAO必须达到一定的浓

度,以便能够引发催化反应的进行[2]错误!未找到引用源。。其机理如下图所示:3 茂金属的合成 金属有机化合物的制备和处理操作都采用Schlenk 技术,在氮气氛围条件下进行无水无氧操作,所用玻璃反应容器都进行真空烘烤干燥。四氢呋喃、乙醚、甲苯,在氮气氛围下以钠、钾合金/二苯甲酮回流至溶液变成紫色,并在氮气保护下蒸出,封口备用。二氯甲烷、正已烷、石油醚(60 ~ 90°C),在氮气保护下与CaH粉末混合,搅拌回流两天后,在氮气氛围下蒸入安瓶中封口备用[3]错误!未找到引用源。。 3.1 非桥联五甲基环戊二烯水杨醛亚胺铬化合物的合成(非桥联单茂) 此类催化剂结构特征是有一个茂环作为配体:Cp.MR3(CP.=取代环戊二烯基等;M=Zr,Ti,Hf,Cr等;R=卤素、烷基、Oar、RNAr等)这类催化剂具有较大的配位空间,有利于具有较大位阻的烯烃单体的配位插入,但对于构型的控制一般较差[3]。 3.2二甲基二茂锆化合物(1,2-Phz-4-MeCp)2 ZrMe2的合成 两个茂环与中心金属原子配位,从而形成夹心结构,即所谓的非桥联双茂金属催化剂。该系列催化剂用于催化乙烯聚合,由于乙烯配位插入时不存在潜手性α

茂金属催化剂催化烯烃聚合反应研究的综述

关于“茂金属催化剂催化烯烃聚合反应研究”的文献检索综述 摘要:本文综述了近年来带有给电子配体的单茂金属化合物应用于烯烃聚合的研究。带有给电子配体的单茂金属化合物是目前烯烃配位聚合催化剂的研究热点之一。作为新型的聚合催化剂, 这类催化剂具有合成简单、结构清晰的特点, 用于催化烯烃聚合, 可得到高聚合活性, 同时得到高分子量聚合物。用于共聚时, 具有很好的共聚能力。通过共聚, 可以得到用Ziegler2Natta 催化剂和传统茂金属催化剂不能得到的新的共聚物。通过调整催化剂上茂配体和给电子配体的结构, 可以方便地调节聚合行为, 从而调整聚合物的结构。文中涉及了乙烯、A2烯烃的均聚与共聚, 乙烯与环烯烃共聚合等方面的研究。 关键词单茂金属烯烃聚合给电子配体共聚合 Abstract The present article reviews the recent progress of metallocene with donor ligand( s) as catalyst for olefin polymerization. Metallocene with donor ligand( s) is an important type of catalyst for olefin polymerization, and attracts more and more attentions. As a novel type of polymerization catalyst, the complexwith clear structure could be synthesized in simple procedure. Using as catalyst for olefin polymerization, high activity is available, and affording polymer with high molecular weight. For olefin copolymerization, excellent copolymerization ability could be observed, and some of the obtained copolymers could not be produced by Ziegler2Natta catalyst and traditional metallocene catalyst systems. Polymerization behavior and polymer structure could be adjusted through balancing the structures of cyclopentadienyl ligand and donor ligand. The homo2 and co2polymerization of ethylene and A2olefin, copolymerization of ethylene and cyclic olefin, and styrene polymerization are involved. Key words metallocene; olefin polymerization; copolymerization 聚烯烃是日常生活中最重要的合成聚合物材料,传统材料如聚乙烯(HDPE,LLDPE)、聚丙烯(PP)市场还在不断扩张。近年来,具有新型功能、高附加值的聚烯烃材料逐渐引起研究人员的关注。因为新型材料具有高性能、易于回收、污染小、成本低等特点,如环烯烃共聚物(COC)、乙烯2苯乙烯共聚物等,可取代传统上高成本的材料。过渡金属催化剂可以有效地控制配位聚合。从传统的Ziegler2Natta催化剂到茂金属催化剂,到非茂金属和后过渡金属催化剂来看,烯烃聚合发展的历史就是烯烃聚合催化剂发展的历史。可以说,催化剂技术是聚烯烃工业的命脉。另一方面,烯烃聚合催化剂的发展也促进了催化化学和金属有机化学的基础研究。20世纪80年代以来茂金属催化剂的研究充分说明了这一点。[1]与传统的Ziegler2Natta催化剂相比,茂金属和其他均相催化剂(非茂金属和后过渡金属催化剂)具有更优良的聚合行为,可以赋予聚合材料独特的结构和性能。[1][2]许多高成本和高毒性的材料可以用低成本,环境友好和易于回收的聚烯烃材料代替。 设计新型的有效烯烃聚合过渡金属催化剂必须考虑到一下几点:聚合活性、聚合物分子量及分子量分布、共聚合能力等。配体是设计新型催化剂的关键。配体结构的微小变化可能会引起催化剂性能的巨大变化。一般来说,配体的立体效应、电子效应及其所造成的催化剂构型对催化剂性能有重要影响。所以要精心平衡配体的各种因素,实现烯烃的可控聚合。配体设计主要有以下几个原则:(1)配体与过渡金属作用后,可以形成高效、广谱的烯烃聚合催化剂。(2)配体易于制备。简单的合成路线合和廉价的原料不仅使研究周期短,同时也可以降低研究成本,有利于后期可能的工业应用。更重要的是,简单的和成路线允许方便有效的调整配体上的取代基团,从而平衡络合物中的立体和电子效应,达到可控聚合的目的。(3)

茂金属催化剂的研究进展及发展趋势

茂金属催化剂的研究进展 及发展趋势 Last revision on 21 December 2020

茂金属催化剂的研究进展及发展趋势 近几年出现了一种新型聚合催化剂,称为茂金属催化剂,应用此催化剂可以生产出具有新物理性能的塑料。茂金属聚烯烃就是以茂金属配位化合物为催化剂,进行烯烃聚合反应所制的的聚合物。茂金属聚合物加工性能好、强度高、刚性和透明性好,耐温,耐化学药品等方面的性能得到了显着的改善,许多用传统催化剂难以合成的材料,在采用茂金属催化技术后变得容易进行。在烯烃聚合物合成中茂金属催化剂正在替代传统催化剂。茂金属催化剂在全球增长非常迅速,具有广阔的应用和市场前景。 一、茂金属催化剂简介 茂金属催化剂是由过渡金属锆(Zr)(也可是钛等)与两个环戊二烯基或环戊二烯取代基及两个氯原子(也可是甲基等)形成的有机金属络合物和助催化剂甲基铝氧烷 (MAO,Methylalummoxane)组成的。其中具有环戊二烯基的有机金属络合物亦称茂金属化合物(Metallocene),中文称环戊二烯。 金属催化剂一般由有机金属络合物、助催化剂、载体三个组分组成。在溶液聚合中不需要载体,有机金属络合物是由过渡金属与各种有机物取代基相结合构成的,其占催化剂的质量分数为1%-2%。助催化剂通常为铝氧化物和氟化有机硼酸盐混合物,具有强化过渡金属系统的作用,与有机金属络合物相比,常常被过量应用。茂金属催化剂的活性是齐格勒一纳塔型催化剂的2-5倍。 现在很多茂金属催化剂被深人研究和充分利用。具有一个以金属为中心的催化剂不同于具有多个中心的传统催化剂(如齐格勒一纳塔催化剂、铬催化剂、钒催化剂),茂金属催化剂的金属催化活性中心处于闭合的空间中,到达其单体的同结构的聚合物。所形成的聚合物提高了强度、硬度、透明度和轻便性。除此之外,可以在更廉价的生产工艺中获得具有指定性能的专用塑料,包括结构塑料。 二、茂金属催化剂的性能特点 茂金属催化剂的性能特点有: (1)超高活性。以过渡金属计,其活性大约相当于氯化镁载体类催化剂的10倍以上。 (2)相对分子质量及组成分布极窄,其Mw[ TX- ] /Mn [ TX-]一般都可低于2(理论值为1),而用钛基齐格勒一纳塔催化剂时,则为3-8;用铬催化剂时则为8-30组成分布也很均匀,如共聚单体宏观质量分数为10%的极低密度聚乙烯,每个分子链中,其共聚单体的

茂金属催化剂

茂金属催化剂 1.1 茂金属催化剂 早期聚乙烯催化剂是不含金属组分的空气(氧)或过氧化物,同时也不用溶剂。所得聚乙烯质地最纯,加工性能、制品的柔软性和透明性都是其它聚乙烯产品所不能取代的。这是聚烯烃生产中唯一不用催化剂的品种。不过由于能耗和市场等原因,近年来的发展速度已经落后于其它品种。 目前应用较多的催化剂称为“过渡金属催化聚合”,是指主催化剂中含有过渡金属元素的催化体系,过渡金属元素则以钒和钛为主。这类催化剂体系的首创者为德国的 Karl Ziegler和 Giulio Natta,他们曾经因此而获得1963年诺贝尔化学奖,所以通称为Ziegler-Natta催化剂。 由茂金属和助催化剂组成的烯烃聚合催化剂。与常用的齐格勒催化剂相比,具有更高的活性(工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物的数量来表示,如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化的千克数)。茂金属催化剂的代表性基本结构是茂,茚,芴的金属化合物,助催化剂主要有甲基铝氧,如二环戊二烯基二氯合锆[bis(cyclopenta-dienyl) zirconium dichloride]与甲基铝氧(CH3AlO)组成的催化剂用于乙烯聚合,活性比齐格勒催化剂高数十倍。 相对传统Ziegler-Natta催化剂,茂金属催化剂有4个显著的特征: (1)单活性中心优势:因为它的金属原子一般都处在受限制的环境条件下,只允许聚合单体单个进入催化活性点上,因此,它可以形成比较整齐一致而且可以重复制取的聚合物结构,分子量分布和组成分布窄,可生产极均一的均聚物和共聚物。 (2)单体选择优势,能使任何a-烯烃单体聚合。 (3)立体选择优势,能使用a-烯烃聚合生成立构规整度极高的等规或间规聚合物。 (4)可以控制聚合物中乙烯基的不饱和度,可以严格控制聚合过程,使其能持续生产均匀一致的聚合物。 目前茂金属催化剂技术已经成为全球性聚烯烃领域新的开发方向,其相对于目前主流Ziegler-Natta催化剂优势极为明显。 1.2 茂金属烯烃聚合物 茂金属烯烃聚合物是一代新型树脂,以茂金属配位化合物为催化剂,进行烯烃聚合反应所制得,以下均简称茂金属聚烯烃。相比传统的Ziegler-Natta工艺,茂金属烯烃聚合工艺具有更高的灵活性和可控性,广泛应用在弹性体、通用塑料、工程塑料、玻璃、纸以及部分金属中,具有良好的市场前景,部分茂金属聚合物的性能甚至已经延伸到特种工程塑料性能领域,并有逐渐替代普通聚烯烃材料的趋势和潜能。 目前世界范围内已开发的茂金属材料品种繁多,主要有:茂金属聚乙烯(m-PE)、茂金属聚丙烯(m-PP)、茂金属乙丙橡胶(m-EPDM)、茂金属塑性体(POP)、茂金属弹性体(POE)、茂金属聚苯乙烯(m-PS)、茂金属环烯烃共聚物(COC)等。

茂金属催化剂的研究进展及发展趋势

茂金属催化剂的研究进展及发展趋势 近几年出现了一种新型聚合催化剂,称为茂金属催化剂,应用此催化剂可以生产出具有新物理性能的塑料。茂金属聚烯烃就是以茂金属配位化合物为催化剂,进行烯烃聚合反应所制的的聚合物。茂金属聚合物加工性能好、强度高、刚性和透明性好,耐温,耐化学药品等方面的性能得到了显著的改善,许多用传统催化剂难以合成的材料,在采用茂金属催化技术后变得容易进行。在烯烃聚合物合成中茂金属催化剂正在替代传统催化剂。茂金属催化剂在全球增长非常迅速,具有广阔的应用和市场前景。 一、茂金属催化剂简介 茂金属催化剂是由过渡金属锆(Zr)(也可是钛等)与两个环戊二烯基或环戊二烯取代基及两个氯原子(也可是甲基等)形成的有机金属络合物和助催化剂甲基铝氧烷(MAO,Methylalummoxane)组成的。其中具有环戊二烯基的有机金属络合物亦称茂金属化合物(Metallocene),中文称环戊二烯。 金属催化剂一般由有机金属络合物、助催化剂、载体三个组分组成。在溶液聚合中不需要载体,有机金属络合物是由过渡金属与各种有机物取代基相结合构成的,其占催化剂的质量分数为1%-2%。助催化剂通常为铝氧化物和氟化有机硼酸盐混合物,具有强化过渡金属系统的作用,与有机金属络合物相比,常常被过量应用。茂金属催化剂的活性是齐格勒一纳塔型催化剂的2-5倍。 现在很多茂金属催化剂被深人研究和充分利用。具有一个以金属为中心的催化剂不同于具有多个中心的传统催化剂(如齐格勒一纳塔催化剂、铬催化剂、钒催化剂),茂金属催化剂的金属催化活性中心处于闭合的空间中,到达其单体的同结构的聚合物。所形成的聚合物提高了强度、硬度、透明度和轻便性。除此之外,可以在更廉价的生产工艺中获得具有指定性能的专用塑料,包括结构塑料。 二、茂金属催化剂的性能特点 茂金属催化剂的性能特点有: (1)超高活性。以过渡金属计,其活性大约相当于氯化镁载体类催化剂的10倍以上。 (2)相对分子质量及组成分布极窄,其Mw[ TX- ] /Mn [ TX-]一般都可低于2(理

茂金属催化剂 ——聚烯烃新技术的基础

茂金属催化剂---聚烯烃新技术的基础 清华大学化学系宋心琦 聚烯烃简介 聚烯烃又称烯烃聚合物,是世界上聚合物中产量最大的产品。自1939年聚乙烯开始工业化以来,至今已有70 多年的历史。随着聚乙烯的发展、聚丙烯的问世、其它烯烃聚合物的工业化进程也先后完成,于是就有了聚烯烃作为这类聚合物的总称,实际并没有十分严格的定义,一般认为,聚烯烃是脂肪族单烯烃的均聚物和它与其它烯烃的共聚物的一个总称。而且限定为固体聚合物,不包括液体或石蜡状聚合物在内。虽然聚烯烃还可以细分为塑料与弹性体,但是通常所说的‘聚烯烃’仅指聚烯烃树脂(或聚烯烃塑料)。 1990年,全世界的聚乙烯和聚丙烯的总产量分别为57.06Mt 和30.56Mt。所消耗的原料在乙烯和丙烯总产量中分别占到53.3%和39.8%。当年全世界的塑料总产量约100Mt,其中聚烯烃占到40%以上(我国2008年的聚烯烃产量已达到0.103 Mt)。聚乙烯和聚丙烯不仅在整个石油化工下游产品中占有很高的份额,年增长率也高于其它合成树脂,在塑料工业中,有着举足轻重的地位。固然和原料来源充足、价格低廉不无关系。更重要的是,聚烯烃材料具有性能优异、能够同时覆盖塑料、纤维和橡胶的应用领域的优点。例如通过共聚改性等途径,可以开发出高抗冲击、高耐热性、高透明度、低热封温度和导热、导磁以及高性能屏蔽性材料等。因此聚烯烃合成工艺的开发和研究一直是高分子化学和塑料工业的热门课题之一。 在聚烯烃的技术发展过程中,早期聚乙烯的生产用的是高压自由基聚合工艺。所用引发剂是不含金属组分的空气(氧)或过氧化氢,同时也不用溶剂。所得聚乙烯质地最纯,加工性能、制品的柔软性和透明性都是其它聚乙烯产品所不能取代的。这是聚烯烃生产中唯一不用催化剂的品种,不过由于能耗和市场等原因,近年来的发展速度已经落后于其它品种。所以催化聚合方法和催化剂的研究与开发是聚烯烃生产技术中竞争最激烈、进步也最迅速的一个领域。 除去传统的高压法外,聚烯烃的其他生产工艺几乎都离不开催化剂。这类催化聚合作用有着不同的名称,如?配位聚合?、?配位催化聚合?或?催化聚合?,但以催化聚合最为简明易懂。所谓?过渡金属催化聚合?,指主催化剂中含有过渡金属元素的催化体系,过渡金属元素则以钒和钛为主。这类催化剂体系的首创者为德国的Karl Ziegler和Giulio Natta(他们曾经因此而获得1963年诺贝尔化学奖),所以通称为Ziegler-Natt a催化剂。但是并不包括全部过渡金属催化剂,如美国Philips公司后来开发的铬系氧化物催化剂,就不属于Ziegler -Natta催化剂的范畴。 茂金属--第三代过渡金属催化剂 已有的过渡金属催化剂体系大致可以分为三代,第一代钛系催化剂的主催化剂是四氯化钛(TiCl4),助催化剂是一氯二乙基铝(C2H5)2AlCl,(最早的Ziegler-Natta催化剂中用的

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