聚烯烃年产量巨大,在塑料、纤维、弹性体等方面均有应用。然而为了适应人们对聚烯烃材料日益增长的需求,仍需扩大其应用领域,其中一个局限便是聚烯烃的非极性。后过渡金属催化剂在乙烯与极性单体共聚方面表现突出,调整配体的骨架结构即可得到不同微结构的聚烯烃。本文侧重于研究功能性聚烯烃材料的制备,以及不同微结构、不同极性单体对材料性能的影响。选用适合骨架结构的磷磺酸钯(PO-Pd)与二亚胺钯(NN-Pd)为催化剂合成了一系列的功能性聚烯烃材料,主要包括以下三个方面的工作。1.首先,我们在两个不同的催化体系下,将一系列含氮的极性单体分别引入到聚烯烃链中,并对不同结构及极性的共聚物性能进行比较分析。在选用的NN-Pd催化体系中,因配体位阻小,共聚单体插入比高;而大位阻的PO-Pd体系表现出高的催化活性与高的聚合物分子量。通过对聚合物宏观特征、熔点及支化度的分析比较,发现两种体系下的共聚物微结构差异较大。另外,极性单体的引入明显改变了材料的表面性能,水接触角(WCA)最低降至88°;同时,引入不同种类及含量的极性单体对共聚物的力学性能也有不同程度的调整。2.其次,我们利用PO-Pd与NN-Pd催化体系的特点,分别合成了一系列极性的LLDPE(P-LLDPE)与极性的LDPE(P-LDPE)类似物。PO-Pd催化乙烯均聚可得到高度线性的聚乙烯,催化乙烯与α-烯烃的共聚即可得到LLDPE类似物。因此,选用极性α-烯烃为共聚单体,以PO-Pd为催化剂,调整单体配比,即得到了 P-LLDPE类似物。另外,选用一种特殊结构的NN-Pd*催化剂,均聚乙烯的性质与LDPE相近。故利用NN-Pd*催化乙烯与极性α-烯烃共聚,可得到P-LDPE的类似材料。我们对所得材料的表面性能及力学性能做了细致研究,并通过交联反应进一步对聚合物性能进行了改善或调整。3.另外,我们应用可再生生物质单体丁香酚,合成了一类多功能性的聚烯烃材料。从可持续发展的角度来看,利用生物质来源的共聚单体制备高性能聚烯烃材料极具吸引力。通过PO-Pd催化二元或三元共聚的方式,将源于生物质资源的丁香酚或其衍生物引入到聚烯烃链中,经简单后处理得到高分子量的含邻苯二酚的功能化聚烯烃。邻苯二酚的引入,使这类材料的性能(如表面性能、粘附性能、相容性)得到了极大的改善。更有趣的是,这类材料中引入不同金属离子后,不同程度的改善了力学性能,并同时具备了自修复性能。