由CO<,2>和环氧化合物共聚合成脂肪族聚碳酸酯(APC)是化学固定CO<,2>的重要成果,也是CO<,2>基聚合材料的研究热点之一.近四十年来,国内外科研机构对该共聚体系的催化剂以及催化机理进行了大量研究.研究表明,在CO<,2>与环氧化合物的共聚反应中,含N化合物助催化剂的加入对提高金属络合物的催化效率、改善聚合物的结构性能方面具有十分显著的影响.目前,开发新型、高效助催化剂以进一步改善共聚反应成为该领域的一个重要研究方向. 本文首次将离子液体作为助催化剂引入Schiff碱金属催化剂(salenMX)催化的CO<,2>和环氧化合物的共聚反应中.利用离子液体的可设计性丰富了助催化剂的种类和数量,并初步建立起离子液体的微观结构与某些宏观性质之间的联系,为今后新型高效助催化剂的设计合成做了一些基础性工作. 本文首先考察了咪唑型离子液体助催化剂的阴离子结构对聚合反应的影响.结果表明,当阳离子相同时,随着阴离子亲核性的增强,催化剂的活性及碳酸酯键的含量都有不同程度的提高.Br<->和Cl<->阴离子具有较强的亲核性,催化剂相应表现出较高的催化效率,TOF(单位时间内每mol催化剂转化的单体的mol数)分别为108.8h<->和130.1h<->.而BF<,4><->和PF<,6><->的亲核性较差,催化效率则只有91.2h<-1>和54.7h<->.同时,与N-甲基咪唑相比,除[C<,4>mim]PF<,6>外,文中3种咪唑离子液体[C<,4>mim]Cl、[C<,4>mim]Br和[C<,4>mim]BF<,4>的助催化效果均有一定程度的增强. 咪唑离子液体助催化剂的阳离子烷基链长对聚合反应的催化效率也具有十分显著的影响.实验表明,在相同条件下,使用[C<,4>mim]Br助催化剂得到的TOF为108.8h<-1>,而使用[C<,12>mim]Br助催化剂得到的TOF达到242.5h<-1>.并且,催化剂活性随着咪唑阳离子烷基链长的增加而呈现规律性的变化. 文中还考察了单体与催化剂、催化剂与助催化剂的摩尔比例对聚合反应的影响.结果表明,提高催化剂与单体的摩尔比有利于提高催化剂的催化效率.同时,在一定的浓度范围内增加助催化剂的用量,也有助于提高催化剂的催化活性,但当两者的比例大于30∶1时,助催化剂基本上不能起到助催化的效果,催化剂的催化活性和碳酸酯键含量非常低.文中结合可能的催化机理对这一现象进行了解释. 温度对聚合结果的影响也十分显著.在较低的温度下,催化剂的活性非常低,碳酸酯键的含量也只有62.5﹪.当温度上升到80℃时,催化剂的活性有了显著增强,碳酸酯键的含量迅速提高到97﹪.当进一步提高反应温度时,聚合反应接近于交替共聚,聚合物链段中基本没有醚键生成,但副产物环状碳酸酯的含量却有所增加. 利用离子液体的链长与催化剂活性之间的关系,本文又继续考察了几类铵盐的助催化效果.实验结果同样证实了链长与催化剂活性之间的内在联系.当用四甲基氯化铵作为助催化剂时,催化剂的催化效率只有14.1h<-1>,碳酸酯键含量也只有58﹪.当季铵盐N上的一个甲基被十二烷基所取代时,催化剂的催化效率提高到121.2h<-1>,增加了近9倍,碳酸酯键含量>99﹪,基本为交替共聚产物. 本文最后研究了吡啶盐助催化剂对聚合结果的影响.结果发现,与单纯的吡啶相比,烷基吡啶盐助催化剂的活性有了明显提高,而且,随着烷基链长的增加,催化剂的活性也呈现出类似的规律性变化,与前面的研究结果基本一致.