聚烯烃弹性体是一类新型聚烯烃材料,有着优异的机械性能,可作为弹性体树脂和硅橡胶替代品在众多领域应用。近期,中科院化学所孙文化研究员在利用α-二亚胺镍配合物催化乙烯聚合制备聚烯烃弹性体中取得了巨大进展,相关研究分别发表在《Dalton Translations》、《Polymer Chemistry》和《Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry》上。
图1. 两类α-二亚胺镍配合物
图片来源:Dalton Trans.、Polym. Chem.和J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem.
传统的聚烯烃弹性体以美国DOW公司为代表采用茂催化剂催化乙烯与α-烯烃共聚制备得到,其聚合成本高且材料性能的稳定性受加料条件影响,制约了其进一步发展。孙文华研究员课题组利用α-二亚胺镍配合物催化乙烯聚合制备高支化度聚乙烯,不需要通过第二类单体的引入即可产生支链结构,不仅提高了材料的均匀性和稳定性,而且降低了聚合成本。
图2. 聚乙烯拉伸测试和断裂拉伸测试 图片来源:Polym. Chem.
对所得聚乙烯拉伸测试和断裂拉伸测试的结果表明,该类高支化聚乙烯有着优异的拉伸性能和耐撕裂性能,而且能够通过控制聚合条件实现对聚乙烯机械性能的调控,这对于工业生产有着重要意义。
图3. DMA循环拉伸测试 图片来源:Polym. Chem.
DMA循环拉伸测试表明,该类高支化聚乙烯弹性性能良好,其形变回复性能优异,在多次拉伸后仍能保持很好的弹性性能,是一类很好的弹性体树脂和硅橡胶替代品。
图4. 支链形成机理
并对于该类高支化度聚乙烯中支链形成机理进行了深入研究,结果表明支链是由于链增长过程中β, γ, δ等位置氢原子的转移而形成,导致其支链长度与含量出现变化。
论文链接:
http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2016/dt/c6dt03817d
http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2017/py/c7py00434f
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/py/c7py90025b#!divAbstract
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pola.28638/full
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