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本论文利用配位聚合方法制备了含有苯乙烯基团的新型反应性聚烯烃,结合原子转移自由基聚合、阴离子聚合等反应方式,进行结构可控的聚烯烃功能化。主要内容包括以下几个方面:
1.采用Ziegler-Natta催化剂催化丙烯与反应性单体共聚,制备了侧链含有苯乙烯基团反应性聚烯烃。以1,4-二乙烯基苯作为反应性共单体,与丙烯在Ziegler-Natta催化体系中发生选择性共聚,得到了侧链含有苯乙烯基团的反应性聚丙烯,该聚合物保持了聚丙烯原有的高熔点、高结晶度等优点。反应性苯乙烯基团含量可通过调节1,4-二乙烯基苯的用量等反应条件,在一定范围内进行调控。
2.通过对侧链含有苯乙烯基团的反应性聚烯烃进行可控接枝聚合,制备了结构可控的功能化聚烯烃。在温和的条件下,侧链活泼的苯乙烯双键分别与氯化氢和丁基锂发生加成和锂化反应,定量转化为苄基氯和苄基锂。两者分别引发功能单体(苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等)的原子转移自由基和活性阴离子接枝共聚合,制备了结构可控的功能化聚烯烃接枝共聚物。
3.利用茂金属催化丙烯聚合反应,合成了链端含有苯乙烯基团的反应性聚烯烃。首先,选择rac-Me2Si(2-Me-4-Naph-Ind)2ZrCl2催化丙烯聚合,加入1,4-二乙烯基苯/H2,所得聚合物中,1,4-二乙烯基苯主要以两个双键全部加成的方式插入聚丙烯链中。合成了两个苯乙烯双键之间有大位阻的1,2-二(4-乙烯基苯)乙烷作为共单体,阻止未反应的苯乙烯双键原位插入茂金属活性中心,成功制备了链端含有苯乙烯基团的反应性聚烯烃。
4.以链端含有苯乙烯基团的反应性聚丙烯作为大分子单体,构筑了新型结构的功能化聚烯烃。大分子单体与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等单体进行配位聚合、原子转移自由基聚合以及自由基聚合等一系列反应,得到侧链为聚丙烯的新型结构的功能化聚烯烃共聚物。
5.利用含有苯乙烯基团的反应性聚烯烃制备的一系列功能化聚烯烃接枝共聚物,用于聚烯烃与聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯共混体系,具有良好的增容效果。