结晶性3,4-聚异戊二烯用的氮杂环卡宾稀土催化剂

摘要

用本发明的氮杂环卡宾稀土配合物与烷基铝和有机硼盐组成的催化体系，可以催化异戊二烯进行溶液聚合，制备结晶性、高3，4-结构、高玻璃化转变温度(Tg)的聚异戊二烯。烷基铝与稀土配合物的摩尔比例在1～100范围内，有机硼盐与稀土配合物的摩尔比例在0.5～2.0范围内；聚合所用的溶剂可以是甲苯、溴苯、正己烷、二氯甲烷或氯苯；聚合温度范围是-20℃～80℃，在-20℃聚合时反应时间为36小时，在80℃聚合时反应时间为1小时，单体转化率均可达100％。反应具有活性聚合的特点，产物的分子量可由单体与催化剂的摩尔比控制，所得聚异戊二烯的分子量最高可达36万，玻璃化转变温度Tg＝5℃～50℃。聚异戊二烯3，4结构的含量受稀土配合物的空间效应和电子效应、聚合反应溶剂类型和聚合反应温度等影响，在76％～99％之间变化。

主权项

1.结晶性3，4-聚异戊二烯用的氮杂环卡宾稀土催化剂，由稀土配合物、烷基铝和有机硼盐组成，其特征在于，所述的稀土配合物的稀土金属与含有氮杂环卡宾(NHC)基团的配体螯合并连接引发基团，其结构式如式1所示：式1其中，R₁是芴基，为氮杂环卡宾的修饰基团，该基团与稀土金属离子螯合；R₂是氮杂环卡宾上的取代基，是叔丁基、(2，4，6)三甲基苯基、(2，6)二异丙基苯基、苯基、环己基或金刚烷基；稀土金属(Ln)是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu)；R₃是与稀土金属相连的引发基团，是CH₂SiMe₃、CH(SiMe₃)₂、苄基、N(SiMe₃)₂、甲氧基(OCH₃)、乙氧基(OC₂H₅)、异丙氧基(OⁱPr)、正丙氧基(OPr)、正丁氧基(OBu)、叔丁氧基(O^tBu)或卤素原子的F、Cl、Br或I；R₄也是与稀土金属相连的引发基团，是CH₂SiMe₃、CH(SiMe₃)₂、苄基、N(SiMe₃)₂、甲氧基(OCH₃)、乙氧基(OC₂H₅)、异丙氧基(OⁱPr)、正丙氧基(OPr)、正丁氧基(OBu)、叔丁氧基(O^tBu)或卤素原子的F、Cl、Br或I；R₃和R₄相同或不相同；n＝1，2，3或4；其中所述的烷基铝是(CH₃)₃Al、(CH₃)₂AlCl、(CH₃)AlCl₂、(CH₃)₃Al₂Cl₃、(C₂H₅)₃Al、(C₂H₅)₂AlCl、(C₂H₅)AlCl₂、(C₂H₅)₃Al₂Cl₃、(C₂H₅)₂AlOC₂H₅、(ⁱPr)₃Al、(ⁱPr)₂AlH、(ⁱBu)₃Al、(ⁱBu)₂AlCl、(ⁱBu)AlCl₂、(ⁱBu)₂AlH、或MAO；烷基铝与稀土配合物的摩尔比例为10～100。