[發(fā)明專利]多功能極性聚烯烴材料及其金屬配合物材料、制備方法和用途

有效

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• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111072831B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳昶樂;那銀娜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C08F210/16
• 分類號: C08F210/16;C08F210/14;C08F230/08;C08F8/12;C08G83/00;C08L23/08;C09J123/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 吳勝周

本發(fā)明涉及新型多功能極性聚烯烴材料、其金屬配合物材料、制備方法和用途。所述多功能極性聚烯烴材料是由式CH₂＝CH₂表示的乙烯單體、式CH₂＝CH?(CH₂)_m?CH₃表示的α?烯烴共聚單體和式表示的丁香酚類共聚單體共聚形成的無規(guī)共聚物，其中m、X和Y如本文所定義，該多功能極性聚烯烴材料可以在溫和條件下簡單有效地制備，并且可以用作相兼容劑和粘附劑，同時經(jīng)過渡金屬改性后可獲得力學(xué)性能顯著改善且具有自修復(fù)功能的多功能極性聚烯烴金屬配合物材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能性高分子聚烯烴材料領(lǐng)域，具體涉及多功能極性聚烯烴材料及其金屬配合物材料、制備方法和用途。

背景技術(shù)

上世紀以來，高分子材料已滲透到人類生活的方方面面，這在一定程度上是由于它們具有優(yōu)良的熱、機械、流變性甚至光學(xué)特性，這些特性可以通過調(diào)整聚合物的組成、結(jié)構(gòu)或者改變極性官能團的種類進行微調(diào)。聚烯烴來源于現(xiàn)成的低成本烯烴原料，如乙烯、丙烯和其他α-烯烴，已成為世界上最廣泛生產(chǎn)的聚合物。因其廉價、輕便和耐用等特點已作為木材、金屬和玻璃等傳統(tǒng)材料的替代品，廣泛應(yīng)用于管材、薄膜、包裝、汽車、電子、電纜、農(nóng)業(yè)、軍事醫(yī)療等領(lǐng)域.

基于非極性的聚烯烴材料的優(yōu)良性能及其低反應(yīng)性(鏈結(jié)構(gòu)本身只含有低反應(yīng)性的飽和C-C和C-H鍵)，少量極性單體的引入，可對聚烯烴材料的表面性能產(chǎn)生巨大的影響，可改善材料的印染性、粘附性、流變性及與其他高分子材料的相容性和共混性，從而開發(fā)出全新的應(yīng)用領(lǐng)域。

近年來，以生物可再生單體為原料合成高分子材料引起了人們的廣泛關(guān)注。例如，乙烯與丙烯酸共聚物具有許多優(yōu)異的性能和廣泛的應(yīng)用。目前，在工業(yè)上，這類共聚反應(yīng)只能通過自由基聚合在高溫高壓的苛刻條件下進行，而且由于自由基聚合的特點，適用單體較少。因此，利用過渡金屬催化乙烯與極性單體的配位共聚合成為研究者的目標，主要從催化劑的設(shè)計及單體篩選兩方面入手。后過渡金屬因其親氧性弱，可有效避免極性官能團與金屬中心配位或螯合作用所導(dǎo)致的催化劑失活及鏈轉(zhuǎn)移或鏈終止等問題，因此在共聚領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注和研究。目前對于乙烯與極性單體共聚效果較好的有四大后過渡金屬催化體系如下：1、1996年 Brookhart發(fā)現(xiàn)的二亞胺骨架催化劑(支化功能化聚乙烯)；2、2000年Grubbs發(fā)現(xiàn)的水楊醛亞胺骨架催化劑(乙烯與極性降冰片烯共聚)；3、 2002年Drent發(fā)現(xiàn)的鄰磺酸骨架催化劑(線性功能化聚烯烴材料，適用于絕大部分極性單體)；4、2017年三菱化學(xué)集團發(fā)現(xiàn)的磷酚骨架催化劑 (線性功能化聚烯烴材料)。對于這些體系所得到的功能化聚烯烴材料的表面性能、力學(xué)性能、加工性能等關(guān)乎應(yīng)用的指標，均少有人報道，大體側(cè)重于對催化劑的表征與評價。那么以合成某種功能化聚烯烴材料為目標，根據(jù)材料性能需求，來篩選催化劑及聚合條件，顯得更加實用。

丁香酚是一種價格低廉的生物質(zhì)可再生單體，具有抗菌性。2017年，研究者用經(jīng)典的鄰磺酸鈀催化乙烯與丁香酚共聚，得到的共聚物分子量較低(Mn＜1.0×10⁴)，很大程度地影響材料的力學(xué)性能，因此，研究者僅針對其抗菌性做了實驗加以證實(Parisi，L.R.；Scheibel，D.M.；Lin，S.； Bennett，E.M.；Lodge，J.M.；Miri，M.J.；Eugenol as renewablecomonomer compared to 4-penten-1-ol in ethylene copolymerization using apalladium aryl sulfonate catalyst.Polymer，2017；Vol.114，pp 319-328.)。此外，還沒有關(guān)于乙烯、丁香酚與另一種α-烯烴的三元共聚的報道，也沒有乙烯與丁香酚類共聚單體和α-烯烴共聚單體三元共聚合的報道，更沒有含有丁香酚類共聚單體的較高分子量的聚烯烴材料及其性能方面的報道。

因此，本領(lǐng)域需要開發(fā)新的多功能極性聚烯烴材料，其可以以簡單有效的方法制備。此外，通過對這樣的多功能極性聚烯烴材料進行金屬改性，能夠得到具有更多功能極性的新型共聚物材料。

發(fā)明內(nèi)容