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稀土催化剂在离子液体及反向ATRP中的应用研究

2020-11-23阅读(757)

稀土催化剂在离子液体及反向ATRP中的应用研究

论文摘要

首次在离子液体中进行了稀土配位催化剂Nd（VA）3/Al（i-Bu）3催化MMA均聚反应,系统地探讨了不同反应条件对MMA聚合的影响。研究发现该催化剂能有效地催化MMA在离子液体中聚合,并且聚合反应速度和PMMA分子量比甲苯和本体中聚合的高。此外,催化剂陈化对离子液体中的聚合不利。MMA在[emim]BF4中,[MMA]=3.0mol/L,[MMA]/[Nd]=300,60℃下聚合6h,单体转化率为64.9%,PMMA数均分子量为19.7×104,分子量分布为2.1。用瓜,GPC,DSC和1H-NMR对聚合物结构和性能进行了表征。 在离子液体中进行了Nd（VA）3/Al（i-Bu）3/CCl4催化苯乙烯均聚合,详细地研究了不同反应条件对聚合的影响。结果表明:在没有第三组分的情况下,Nd（VA）3/Al（i-Bu）3在甲苯中不能催化苯乙烯聚合,而在相同条件下,在[emim]BF4中催化苯乙烯聚合的转化率可达37%,当加入第三组分时,离子液体中聚合得到的PSt分子量高。此外,催化剂陈化对甲苯中的聚合比较有利,所得聚PSt分子量较小,催化剂陈化对离子液体中的聚合不利,但所得PSt分子量显著增大。在[emim]BF4中,[St]=3.8mol/L,[St]/[Nd]=300,Al/Nd=27,CCl4/Nd=7（molar ratio）,60℃下聚合24h,苯乙烯转化率为79.3%,PSt的数均分子量为5.13×104,分子量分布为3.52。用IR,1H-NMR和DSC对PSt结构和性能进行了表征。对Nd（VA）3/Al（i-Bu）3/CCl4催化苯乙烯聚合的动力学研究表明,聚合反应速率对苯乙烯和催化剂浓度都是一级关系,该聚合反应60℃时表观增长速率常数kp=0.1mol-1min-1,聚合反应表观活化能Ea=67.5kJmol-1。 在离子液体中进行了Nd（VA）3/Al（i-Bu）3/CCl4三元催化剂催化MMA和St共聚合,研究表明,通过不同加料顺序可以得到MA和St无规和嵌段共聚物。探讨了不同的单体投料比,单体/催化剂摩尔比,聚合温度和时间对MMA和St无规共聚的影响。对得到的共聚物用GPC,IR,DSC,1H-NMR和13C-NMR等手段进行了表征。 首次合成了离子液体（[Hmim]BF4）支载的稀土催化剂并用于DTC开环均聚合,系统地研究了不同稀土、温度、溶剂、单体浓度、单体/催化剂摩尔比和反应时间对DTC聚合的影响,实验表明,在考察的几种稀土元素当中,La的催化

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一部分 文献综述
  • 第一章 离子液体及其在高分子领域中应用的研究进展
  • 1.前言
  • 2.离子液体概述
  • 2.1 离子液体的性质
  • 2.2 离子液体的结构和分类
  • 2.2.1 离子液体的结构
  • 2.2.2 离子液体的分类
  • 2.3 离子液体的合成
  • 2.3.1 直接合成法
  • 2.3.2 两步合成法
  • 2.4 离子液体的应用
  • 3.离子液体在高分子领域的应用
  • 3.1 离子液体中的自由基聚合
  • 3.2 离子液体中的配位聚合、离子聚合
  • 3.3 离子液体中的电化学聚合
  • 3.4 离子液体中的固定化及聚离子液体
  • 3.5 离子液体在高分子材料及其它方面的应用
  • 4.展望
  • 第二章 过渡金属催化的活性自由基聚合
  • 1.引言
  • 2.ATRP的反应机理和特点
  • 2.1 ATRP的反应机理
  • 2.2 ATRP的特点
  • 3.ATRP的动力学特征及催化剂
  • 3.1 ATRP聚合反应的动力学特征
  • 3.2 ATRP的催化剂
  • 4.展望
  • 第三章 课题的提出及意义
  • 第二部分 实验部分
  • 第四章 实验过程及方法
  • 4.1 原料和试剂
  • 4.2 单体的合成
  • 4.3 离子液体的合成
  • 4.4 催化剂的制备
  • 4.5 聚合反应的操作
  • 4.6 聚合物的表征与测试
  • 第三部分 结果与讨论
  • 第五章 离子液体中Versatic酸钕催化甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯均聚和共聚
  • 3／Al（i-Bu）3催化甲基丙烯酸甲酯均聚'>5.1 离子液体中Nd（VA）3／Al（i-Bu）3催化甲基丙烯酸甲酯均聚
  • 5.1.1 引言
  • 5.1.2 聚合反应特征
  • 5.1.3 PMMA结构和性能表征
  • 5.1.4 小结
  • 3／Al（i-Bu）3／CCl4催化苯乙烯均聚'>5.2 离子液体中Nd（VA）3／Al（i-Bu）3／CCl4催化苯乙烯均聚
  • 5.2.1 引言
  • 5.2.2 聚合反应特征
  • 5.2.3 聚合反应动力学
  • 5.2.4 聚合反应热力学
  • 5.2.5 PSt结构和性能表征
  • 5.2.6 小结
  • 3／Al（i-Bu）3／CCl4催化MMA和St共聚'>5.3 离子液体中Nd（VA）3／Al（i-Bu）3／CCl4催化MMA和St共聚
  • 5.3.1 MMA和St共聚合反应特征
  • 5.3.2 MMA和St共聚物结构和性能表征
  • 5.3.3 小结
  • 第六章 离子液体支载的稀土催化剂催化DTC均聚及其与CL共聚
  • 6.1 引言
  • 6.2 离子液体支载的稀土催化剂催化DTC均聚
  • 6.2.1 聚合反应特征
  • 6.2.2 PDTC结构和性能表征
  • 6.2.3 DTC聚合的开环方式
  • 6.2.4 小结
  • 6.3 离子液体支载的稀土催化剂催化DTC与CL共聚
  • 6.3.1 引言
  • 6.3.2 共聚合反应特征
  • 6.3.3 CL和DTC共聚物结构和性能表征
  • 6.4 小结
  • 第七章 离子液体中氯化稀土催化ε-己内酯开环聚合的研究
  • 7.1 引言
  • 7.2 聚合反应特征
  • 7.3 聚合物的表征
  • 7.4 小结
  • 3／乳酸体系催化甲基丙烯酸甲酯的反向原子转移自由基聚合'>第八章 AIBN／SmCl3／乳酸体系催化甲基丙烯酸甲酯的反向原子转移自由基聚合
  • 8.1 引言
  • 8.2 结果与讨论
  • 8.3 聚合物结构表征
  • 8.4 小结
  • 论文主要结论
  • 参考文献
  • 发表及待发表论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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