新型聚乙烯弹性体导向的α-二亚胺镍配合物催化剂的研究进展

乙烯与α-烯烃共聚所制备的聚烯烃弹性体是聚烯烃材料的热点,可广泛应用于塑料相容剂、鞋底基材、光伏封装胶膜、微电子封装材料和弹性体纤维等高附加值产品领域。在我国缺少α-烯烃单体的形势下,迫切需要跨越传统共聚体系的新型催化剂。Brookhart型α-二亚胺镍(Ⅱ)配合物催化剂能够实现单一乙烯聚合制备聚乙烯弹性体,是特别值得重视和推进产业化的催化剂体系。该类催化剂在催化乙烯聚合过程中采用“链行走”机理,“通过调控催化剂结构,不仅可以调节催化活性,更重要地可实现对所得聚乙烯支链的有效剪裁”;这些微观结构可控的聚乙烯弹性体在具有窄分子量分布特点的基础上,涵盖了从低分子量(降凝剂)、中等分子量(膜材)到高分子量(高强度树脂)各个范围的聚合产物。综述了可制备乙烯低聚物,油性低分子量、中等分子量、高分子量甚至超高分子量全系列支化聚乙烯的α-二亚胺镍(Ⅱ)配合物的最新结构演变进展,对结构的改性包括N-芳基取代基的修饰、配体骨架结构的修饰和双核配体的利用三个部分;从空间效应和电子效应两方面探讨了配合物结构与催化性能的关系。α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂合成简单,具有中试放大基础和产业化推进的潜能,为单一乙烯聚合制备多品种新型聚乙烯弹性体奠定了良好基础。

烯烃聚合用二亚胺催化剂的研究进展

综述了近几年烯烃聚合用α-二亚胺催化剂的研究进展,聚焦于配体结构的修饰,包括空间效应和电子效应的调控策略,以及配体结构变化对催化剂活性和热稳定性的影响。调控α-二亚胺配体的轴向位阻可达到提高催化剂活性、热稳定性,聚合物相对分子质量,以及调节支化度的目的。在适当的空间位阻下,引入不同电子效应的取代基对配体进行结构修饰同样也可提高α-二亚胺催化剂的性能。

基于二亚胺吡啶配体的铁系乙烯齐聚催化剂研究进展

乙烯齐聚技术是制备全范围α-烯烃产品的最重要的途径。近年来,铁系乙烯齐聚催化剂研究取得了蓬勃的发展,中石化抓住此机遇,自主研发了邻菲咯啉铁系催化剂和成套技术并成功用于工业化生产中。尽管取得了重大突破,但是进一步优化乙烯齐聚催化剂,提高催化剂的稳定性、活性和选择性仍具有重要的基础研究意义和应用价值且面临着相当的挑战。基于此,我们回顾了经典的二亚胺吡啶铁系催化剂的发展历史,重点梳理了配体取代基的电子效应和空间位阻对催化性能的影响,以期推动新型、高效铁系乙烯齐聚催化剂的理性设计和开发应用。

碳氮复合镍催化剂催化的高选择性己二腈加氢制备环己亚胺

环己亚胺是一种重要的医药农药中间体,可用于合成青霉素、除草剂和杀菌剂等.本文应用溶剂辅助机械球磨和热解法制备了一系列的负载型Ni基催化剂Ni/IM-C(R),研究了该催化剂对于1,6-己二腈加氢制备环己亚胺的工艺.结果表明,由乙酸镍、 2-甲基咪唑及活性炭共同球磨、煅烧还原所制备的Ni/IM-C(R)具有优良的1,6-己二腈加氢活性和98%以上的环己亚胺收率.通过X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线(EDX)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附测试等表征手段研究了Ni/IM-C(R)催化剂的表面织构性质和化学性质.结果表明,氮掺杂碳材料改善了Ni/IM-C(R)催化剂活性金属Ni纳米颗粒的分散性.在Ni/IM-C(R)催化剂中,镍物种具有高活性,尺寸较小且表面Ni0含量高.在无添加剂存在下, Ni/IM-C(R)催化1,6-己二腈加氢环化制备环己亚胺时显示出良好的加氢活性和环己亚胺的高选择性.Ni/IM-C(R)催化剂制备方法简单、反应后易于分离、多次反应循环后仍具有稳定的催化性能,具有良好的工业应用前景.

耐高温α-二亚胺镍催化剂在烯烃聚合及共聚中的应用

以樟脑醌、乙二醇二甲醚溴化镍、苯胺等为原料合成了以莰基为骨架结构、亚胺芳基上带有不同取代基的三核α-二亚胺镍配合物Ni1和Ni2,并将它们作为催化剂用于乙烯均聚和共聚,利用1H NMR,13C NMR,GPC,DSC等方法考察了它们的共聚性能。实验结果表明,以Ni2为主催化剂,当使用三甲基铝/三五氟苯基硼为助催化剂时,在100℃下催化乙烯均聚活性可达4.14×10^(6)g/(mol·h)。Ni1和Ni2均有优异的热稳定性和高温活性,可高活性催化乙烯与α-烯烃、非α-烯烃及混合烯烃共聚。其中,大位阻异丙基取代的配合物Ni2展示出更为优异的与长链α-烯烃的共聚性能,80℃下催化乙烯与1-癸烯共聚活性可达6.62×10^(6)g/(mol·h),所得共聚物具有长支链结构。

α-磺酸-β-二亚胺镍催化剂制备聚乙烯

以改性甲基铝氧烷为助催化剂,α-磺酸-β-二亚胺镍配合物为催化剂进行了乙烯聚合,考察了Al/Ni(摩尔比,下同)、聚合温度、乙烯压力对聚合性能以及聚乙烯微观结构的影响。结果表明:随着Al/Ni的增加,聚合活性先增加后降低,聚合物重均相对分子质量(M_(w))变化较小,且相对分子质量分布指数基本为1.1;随着聚合温度的升高,聚合活性和聚合物M_(w)先增大后减小,50℃时聚合活性达到最大值,80℃时聚合物M_(w)达到最大值;随着乙烯压力升高,聚合活性和聚合物M_(w)均增大;制得的聚乙烯主要含有甲基和长支链。

催化邻羟基苯基取代对亚甲基醌与酮亚胺环加成反应合成二氢-1,3-苯并噁嗪化合物

发展了邻羟基苯基取代对亚甲基醌与酮亚胺在磷酸催化体系中的[4+2]环加成反应,以高产率和优良的非对映选择性得到了一系列二氢-1,3-苯并噁嗪化合物.当向反应体系加入催化量的B(C_(6)F_(5))_(3)时,产物的产率得到保持且发生非对映选择性翻转.

负载型钴二亚胺配合物-TiCl_4复合催化剂制备新型乙烯/1-丁烯共聚产物结构性能研究

合成了三种负载型二亚胺配体钴配合物 TiCl4复合催化剂 (CL1、CL2、CL3催化剂 ) .不用MAO ,以烷基铝为助催化剂 ,用它们催化乙烯 1 丁烯淤浆共聚合制备一系列塑性体和弹性体共聚物 .研究表明 ,复合催化剂性质受二亚胺配体性质影响 ,配体L1制备的复合催化剂具有低聚及原位共聚性能 ,可制得高支化度(36 0～ 6 1 5branchnumber 10 0 0C)低密度和极低密度 (0 885～ 0 910g cm3)塑性体和弹性体共聚物 .在 1 丁烯用量低于 5 %时 ,CL1催化剂制备的共聚产物中 1

共价负载型α-二亚胺镍催化剂的制备及其催化乙烯聚合

合成了一种含有胺基的α-二亚胺镍配合物,该配合物与三乙基铝改性的SiO2通过共价键结合形成负载型α-二亚胺镍催化剂,以一氯二乙基铝为助催化剂,研究了其对乙烯聚合性能的影响。实验结果表明,以庚烷作溶剂时,该催化剂具有较高的催化活性,聚合温度和n(Al):n(Ni)对催化活性和聚合物的性质有较大的影响。得到的聚乙烯产品是不仅含有甲基支链,而且含有乙基、丙基、丁基、戊基甚至长支链的高支化聚乙烯。支链数(1 000 C)随聚合温度升高而增加,从0℃时的12．94增加到75℃时的116．02,重均相对分子质量和熔融温度却随聚合温度的升高而下降。用扫描电镜表征聚合物的形态,结果发现催化剂的形态对聚合物形态具有模板作用。

α-二亚胺镍复式催化剂/MAO制备高支化的长支链聚乙烯

研究了由两种α-二亚胺镍催化剂[Cat1:α-萘基-丁二亚胺二溴化镍,Cat2:2,6-二异丙基苯基苊二亚胺二溴化镍]组成的复式镍催化剂在MAO活化下催化单一乙烯聚合.可制备得到支化度高达上百个支链(每1000个碳),长支链的比例占到30%左右的聚乙烯.13C-NMR、GPC、DSC、WAXD、DMA结果表明此复式催化剂催化乙烯聚合可得到分子量较高、分子量分布较窄的长支链聚乙烯弹性体.在合适的条件下,此复式催化体系还具有促进提高催化活性的良好协同作用,其聚合活性比两种单一催化剂都高(4·6×105g PE/mol Ni·h).

钝化Ni/HY催化剂催化2,4-二硝基甲苯加氢合成2,4-二胺基甲苯

采用浸渍沉淀法制备了Ni/HY催化剂,用BET,FTIR,XRD,TEM,SEM,XPS,H2-TPR,H2-TPD等方法对催化剂进行了表征,并将其用于2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)液相加氢合成2,4-二胺基甲苯(2,4-TDA)反应,考察了反应条件对合成反应的影响。表征结果显示,Ni/HY催化剂的活性组分在载体表面以氧化镍的形式存在,在体相中以单质Ni的形式存在,在2,4-DNT加氢反应中活性组分基本没有流失。合成2,4-TDA的实验结果表明,Ni/HY催化剂具有较高的活性,在2,4-DNT用量5 g、反应时间1.25 h、m(乙醇)∶m(2,4-DNT)=50、m(催化剂)∶m(2,4-DNT)=0.10、反应压力2.2 MPa、搅拌转速750 r/min、反应温度90℃的条件下,2,4-DNT的转化率和2,4-TDA的选择性分别为99.88%和99.16%;该催化剂活性组分分散度高,稳定性好,循环使用3次后仍能保持良好的催化性能。

新型α-二亚胺合镍催化剂单一乙烯单体合成支化聚乙烯

用新型α_二亚胺合镍氯化物 [2 ,6_(CH3 ) 2 C6H3 _N =C(CH3 )C(CH3 ) =N_2 ,6_(CH3 ) 2 C6H3 ]NiCl2 和甲基铝氧烷 (MAO)组成的催化剂进行乙烯均聚合 ,催化活性高达 7 3× 10 5g·mol- 1 ·h- 1 ,并且可以合成含有大量长支链的支化聚乙烯。研究了聚合温度和n(AlMAO) n(Ni)对催化活性以及聚乙烯相对分子质量、支化度和支链长度的影响。聚合物的支化度随聚合温度的升高而迅速增加 ,得到具有不同结晶度及无定型的支化聚乙烯。外加适量三异丁基铝 (TIBA)有助于提高催化剂活性 。

α-二亚胺镍(Ⅱ)配合物-TiCl_4复合催化剂催化乙烯原位聚合制备支化聚乙烯

制备了 α-二亚胺镍 ( )配合物 [C6 H5—N C( CH3)— C( CH3) N—C6 H5]Ni Br2 ( Ni L) -Ti Cl4 负载在Mg Cl2 -Si O2 载体上的复合催化剂 ( Ni L-Ti Cl4 /Mg Cl2 -Si O2 ) ,以 Al R3为助催化剂 (不用 MAO)催化乙烯聚合 .研究了 Ni L和 Ti Cl4 负载方法、Ni L/Ti Cl4 摩尔比、助催化剂种类及聚合反应温度等对催化剂性能的影响 .用 IR和 1 3C NMR表征聚合产物支化度及支链结构 ;用 GC-MS监测聚合反应 .实验结果表明 ,Ni L-Ti Cl4 复合催化剂具有齐聚原位共聚特性 ,可催化乙烯原位聚合 ,合成支化聚乙烯 .

镍二亚胺配合物-TiCl_4复合催化剂制备新型乙烯/1-丁烯共聚产物结构性能研究

研究了三种负载型镍的二亚胺配合物与 Ti Cl4组成的新型复合催化体系 ,在不用 MAO,以烷基铝为助催化剂的条件下 ,催化乙烯 / 1-丁烯淤浆共聚制备的一系列塑性体和弹性体共聚物的结构性能。发现由于催化体系具有齐聚及原位共聚性能 ,制得的共聚产物是一种高支化度 (2 1.1～ 70 .3branch num-ber/ 10 0 0 C)、低密度和极低密度 (0 .880 g/ cm3 ～ 0 .911g/ cm3 )

负载型磁性纳米二亚胺镍催化剂制备新型磁性支化聚乙烯

用纳米Fe3O4磁性粉末作为载体,负载α-二亚胺N i催化剂制得磁性纳米催化剂。通过乙烯在纳米催化剂粒子表面原位聚合得到既不同于结构型磁性材料也不同于普通复合型磁性材料的一种新型磁性支化聚乙烯材料。

α-二亚胺合镍氯化物/MgCl_2(THF)_2负载催化剂合成支化聚乙烯

以MgCl2(THF)2负载[C6H5-N=C(CH3)C(CH3)=N-C6H5]NiCl2和AlEt2Cl组成的催化体系进行乙烯聚合,庚烷为溶剂制备支化聚乙烯(Mw=24000～34000)。聚合条件如助催化剂、铝镍摩尔比、聚合温度和金属镍浓度对催化活性有很大的影响。负载催化剂在AlEt2Cl为助催化剂、聚合温度14℃、铝镍摩尔比80、金属镍浓度0.18mmol/L的条件下催化活性达到51kgPE/molNi.h。聚乙烯的支化度随着聚合温度的升高而迅速增加,受铝镍摩尔比的影响不大。

后过渡金属苊基α-二亚胺镍催化剂的合成及催化降冰片烯聚合

合成了2 种苊基α-二亚胺镍后过渡金属催化剂[ArN=C（Nap）-C（Nap）=NAr]NiBr2（Ar=2,6-（i-Pr）2-phenyl, Nap=5-R-1,8-naphthdiyl; 其中,Cat.1： R=H; Cat.2： R=OCH3）]. 考察了聚合体系在不同温度、铝镍化条件下对降冰片烯聚合反应活性的影响,并对聚合产物的红外光谱、1H-NMR 谱图及热稳定性进行分析. 结果表明：在以甲苯作溶剂、铝镍摩尔比为1 500、反应时间为1 h 的条件下催化剂具有最高的催化活性,未取代的催化剂（Cat. 1）在50 ℃时催化活性为4.61×10^4 g/（mol·h）,而甲氧基取代的苊基α-二亚胺镍（Cat. 2）在60 ℃时催化活性达到8.11×10^4 g/（mol·h）;红外谱图及1H-NMR 谱图表明2 种催化剂催化降冰片烯聚合均以加成聚合方式进行;Cat.2催化聚合产物具有更高的热稳定性.

大位阻苊基α-二亚胺镍催化剂的制备及催化乙烯均聚

为提高α-二亚胺催化剂的热稳定性,采用苊醌和4-溴-2,6-二异丙基苯胺反应,引入大位阻基团,设计合成出了一种新型的α-二亚胺配体,并通过一系列手段进行了表征;在一氯二乙基铝助催化作用下催化乙烯聚合,通过改变聚合条件,探究聚合温度、铝镍比等对催化活性的影响,并通过DSC对聚合物进行了表征分析。研究表明:随着温度的升高,催化活性先升高后降低,50℃时最高为4.28×10^6 g PE/mol Ni·h,80℃仍保持较高的催化活性,对比之前报道,活性中心附近位阻增大能够使热稳定性提高;相同温度下,催化活性有随铝镍比的提高而增加的趋势;聚合物支化度随着聚合温度的提高而增加。

α-二亚胺合镍氯化物/SiO_2负载催化剂合成支化聚乙烯

以SiO2 负载 [C6 H5NC(CH3)C(CH3)NC6 H5]NiCl2 和AlEt2 Cl组成的催化剂进行乙烯聚合 ,庚烷为溶剂制备支化聚乙烯。载体改性方式、金属镍浓度、反应温度和铝镍摩尔比等反应条件对乙烯催化活性有很大的影响。聚合物的支化度随着聚合温度的升高迅速增加 ,而受铝镍摩尔比的影响不大。

α-二亚胺镍(Ⅱ)催化乙烯与乙烯基三甲氧基硅烷共聚

采用一系列不同结构的α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂,在倍半乙基氯化铝(EASC)作用下,催化乙烯和乙烯基三甲氧基硅烷(VTMoS)共聚。研究了催化剂结构、VTMoS浓度、催化剂物质的量、铝镍元素物质的量之比(nAl/nNi)、乙烯压力、聚合时间和溶剂等对共聚的影响,得到了最优化的催化工艺条件。采用高温核磁共振仪(NMR)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和差示扫描量热仪(DSC)表征了共聚物的微观结构和熔点,采用等离子体发射光谱仪测定了共聚物中的硅含量,并采用平衡溶胀法分析了共聚物的交联程度以及共聚物交联网络的均匀性。研究结果表明,当以C4为催化剂,且催化剂物质的量为5.0μmol, VTMoS浓度为0.50mol/L,n_(Al)/n_(Ni)=400,乙烯压力为1.0 MPa,聚合温度为25℃,聚合时间为1.0 h时,催化活性达到6.53×10^(5)g/(mol·h),共聚物中w(Si)为2.10%。