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亚胺结构具有合成简便、结构可调等优点,因此成为应用在金属催化剂中最广泛的基本结构。很多经典的烯烃聚合催化剂均是由亚胺结构的衍生物与后过渡金属配位络合得到。本文以修饰亚胺单元为主线,通过改变亚胺碳上的取代基,合成、表征了一系列基于吡唑单亚胺配体的Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)过渡金属配合物,研究了其催化异戊二烯、丁二烯的聚合行为。主要研究内容如下: 1.合成了一系列吡唑单亚胺Co(Ⅱ)催化剂,通过红外光谱、元素分析和X-射线等方法对其进行表征。X-射线衍射结果表明:根据配体取代基的不同,Co(Ⅱ)配合物呈扭曲三角双锥或扭曲四面体构型。以一氯二乙基铝(DEAC)为助催化剂时,所得聚合物以cis-1,4结构为主,但不同取代基的Co(Ⅱ)配合物催化异戊二烯聚合显示出不同的活性,位阻越大,活性越低。以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂时进行异戊二烯聚合,同样得到高顺式含量的聚异戊二烯;而在该催化体系中加入PPh3,聚合物的选择性由顺式-1,4转变为3,4,得到高3,4含量的聚异戊二烯。通过实验发现助催化剂种类、助催化剂用量和聚合温度等聚合条件对吡唑单亚胺Co(Ⅱ)体系的催化活性有着显著的影响。与多数过渡金属催化体系相比较,该钴催化剂表现出较好的热稳定性,70℃时所得聚合物收率仍然保持在较高水平。 2.采用吡唑单亚胺Co(Ⅱ)催化剂,一氯二乙基铝(DEAC)为助催化剂催化丁二烯和异戊二烯共聚合,所得共聚物中异戊二烯插入率接近投料比,随着异戊二烯投料比从10%增加到50%,异戊二烯插入率也从9.2%增加到44.6%。随异戊二烯投料比的增加,催化剂体系的催化活性,仍可保持很高的活性。采用配合物4c/MAO催化体系引发丁二烯和异戊二烯的共聚反应,未加PPh3时,得到共聚物中聚丁二烯段和聚异戊二烯段主要以1,4结构为主,加入PPh3后,聚合物收率增加,且所得共聚物中聚丁二烯段中1,2结构含量由32.8%增加到78.1%,聚异戊二烯段中3,4结构含量由14.4%增加到57.6%,PPh3的加入可以有效的改变聚合物的微观结构。 3.合成了一系列新型吡唑单亚胺Fe(Ⅱ)配合物,通过用红外光谱、元素分析和X-射线等方法对其进行了表征。X-射线衍射结果表明:Fe(Ⅱ)配合物呈现扭曲三角双锥构型和扭曲的正八面体构型,其余Fe(Ⅱ)配合物以离子对形式([FeL2Cl]+[FeCl4]-)存在,其中阳离子部分和阴离子部分几何构型分别为扭曲的正八面体和正四面体。以MAO为助催化剂催化丁二烯聚合时,所得聚合物分子量分布处于较窄范围(Mw/Mn<2.0),而随着配体位阻的增大,催化活性降低,助催化剂种类、助催化剂用量和温度等聚合条件的改变对吡唑单亚胺Fe(Ⅱ)体系的催化活性有着明显的影响。随着聚合温度升高,催化剂的活性呈现升高的趋势,聚合物顺-1,4含量下降,并且聚合物分子量分布变宽。在70℃时,聚合物收率仍然很高,表明催化剂具有优异的热稳定性。