聚烯烴材料因其生產成本低、加工性能良好、綜合性能優(yōu)異而被廣泛應用于生活和生產等各個領域。近年來，其應用場景的復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)異性能的關鍵就在于催化劑的設計與合成。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構的高附加值聚烯烴材料，是聚烯烴領域研究的熱點之一。
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，青島科技大學劉紹峰/李志波教授團隊設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）。與作為對照實驗的單金屬催化劑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。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9180 kg(COC)·mol?1(Ti)·h?1，聚合物中降冰片烯單體的插入率高達30.1 mol%，聚合物分子量可達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與不同當量及種類助催化劑的活化反應
該項工作近日發(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。該項工作得到了國家自然科學基金等項目的資助。
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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