基于链穿梭聚合制备端基功能化聚烯烃及其复杂结构聚合物

烯烃链穿梭聚合具有多重活性聚合特征，生成的聚合物分子链数目远远大于主催化剂活性中心的数目，突破普通活性聚合一个活性中心只生成一条聚合物分子链的局限，为高效合成端基功能化聚烯烃提供一个简捷的方法。本申请项目在深入探索链穿梭聚合机理的基础上，设计合成可进行烯烃链穿梭聚合系列新型催化体系（包括主催化剂、助催化剂、链穿梭剂及其搭配），在聚合过程中高效制备窄分子量分布的端基功能化聚烯烃，并根据需要对活性端基进行进一步的修饰改性，将其转变成能够进行配位共聚合、可控/活性自由基聚合、活性阴离子聚合、点击化学等扩链反应的前驱体，最终通过扩链反应合成出含聚烯烃链段的嵌段、支化、梳形、星形等复杂结构聚合物；同时研究复杂结构聚合物自组装结构及性能。本项目在学术理论上阐明烯烃链穿梭聚合过程中的控制机理以及相应的动力学与热力学模式，揭示其中重要共性的学术问题，并开发出新型结构聚烯烃基产品，具有重要的理论与实际意义。

烯烃链穿梭聚合具有多重活性聚合特征，生成的聚合物分子链数目远远大于主催化剂活性中心的数目，突破普通活性聚合一个活性中心只生成一条聚合物分子链的局限，为高效合成端基功能化聚烯烃提供一个简捷的方法。本项目在深入探索烯烃链穿梭聚合机理的基础上，设计合成系列新型催化体系，主要包括二亚胺吡啶铁配合物、苯氧基亚胺钛系金属配合物、2,2′-硫桥联苯氧基钛等主催化剂，甲基铝氧烷、有机硼化合物等助催化剂，以及主族金属烷基化合物、烷基锌等链穿梭剂，探讨了主催化剂、助催化剂、链穿梭剂的搭配关系；比较研究了均相催化剂和负载型催化剂烯烃链穿梭聚合行为。通过优化聚合条件，在聚合过程中高效制备出窄分子量分布的端基功能化聚烯烃（如端羟基聚烯烃），所制得的目标聚合物分子量分布较窄（Mw/Mn≤1.5），功能性基团的封端效率达到80%以上；并根据需要对活性端基进行进一步地修饰改性，将其转变成能够进行可控/活性自由基聚合、活性开环聚合、点击化学等扩链反应的前驱体；最终通过扩链反应合成出含聚烯烃链段的嵌段、梳形、星形等复杂结构共聚合物，并对目标聚合物的结构和性能进行了表征。本项目在学术理论上阐明烯烃链穿梭聚合过程中的控制机理以及相应的动力学与热力学模式，揭示其中重要共性的学术问题，并开发出新型结构的聚烯烃基产品，具有重要的理论与实际意义。本课题自2010年1月执行以来，研究工作按计划进行，总体进展顺利，完成了申请书中的研究内容。研究成果已在Polymer、Polymer Chemistry、Macromolecular Chemistry and Physics等重要学术期刊上发表6篇研究论文，并有4篇论文被全国学术性会议录用为口头报告；申请2项中国发明专利；有7名研究生参加了本项目的研究工作。