聚烯烴材料因其生產(chǎn)成本低、加工性能良好、綜合性能優(yōu)異而被廣泛應(yīng)用于生活和生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。近年來，其應(yīng)用場景的復(fù)雜性對聚烯烴材料提出了更高的要求。賦予聚烯烴材料優(yōu)異性能的關(guān)鍵就在于催化劑的設(shè)計與合成。通過模擬自然界中酶催化劑的協(xié)同催化，雙金屬催化劑能夠合成具有特定結(jié)構(gòu)的高附加值聚烯烴材料，是聚烯烴領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
圖1. 金屬催化劑Ti1與Ti2催化乙烯/降冰片烯共聚合性能比較
最近，青島科技大學(xué)劉紹峰/李志波教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計合成了一種基于蒽骨架的酚氧基單茂鈦雙金屬催化劑Ti2（圖1）。與作為對照實(shí)驗(yàn)的單金屬催化劑Ti1（圖1）相比，雙金屬催化劑Ti2具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，能夠高活性地催化乙烯均聚合以及乙烯/1-辛烯共聚合（活性高達(dá)112800 kg(POE)·mol?1(Ti)·h?1）。催化乙烯/降冰片烯共聚合時，Ti2表現(xiàn)出顯著的協(xié)同催化效應(yīng)。在相同聚合條件下，Ti2的活性、共聚單體插入率和聚合物分子量均顯著的高于Ti1。在降冰片烯濃度為2 M、乙烯壓力為4 atm 的條件下，Ti2活性可達(dá)9180 kg(COC)·mol?1(Ti)·h?1，聚合物中降冰片烯單體的插入率高達(dá)30.1 mol%，聚合物分子量可達(dá)1650 kg?mol?1，分別是相同條件下Ti1的15.3、1.2、2.6倍（圖1）。
圖2. 原位核磁研究雙金屬催化劑Ti2與不同當(dāng)量及種類助催化劑的活化反應(yīng)
該項(xiàng)工作近日發(fā)表于Macromolecules 2024, DOI: 10.1021/acs.macromol.3c02385。碩士生劉澤為論文的第一作者，劉紹峰教授和李志波教授為論文的通訊作者。該項(xiàng)工作得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：Dinuclear Half-Titanocene Complex Bearing an Anthracene-Bridged Bifunctional Alkoxide Ligand: Unprecedented Cooperativity toward Copolymerization of Ethylene with 1-Octene or Norbornene. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.3c02385
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