物理科技生物学-PHYICA

全同立构极性FPJS-021聚丙烯催化剂

化学 2022-04-20 00:08:04

作者:威利 信用:Angewandte Chemie国际版 聚丙烯是世界上应用最广泛的塑料之一

通过控制丙烯结构单元和附加极性组分的空间取向,应该有可能制造出新一代具有吸引力的工程专用塑料,其基于聚丙烯,具有改善的润湿性或增强的降解性

在《Angewandte Chemie》杂志上,日本科学家介绍了用于这类聚合的新型钯催化剂的基础

聚丙烯的性能很大程度上取决于单个单体添加到增长链中时的空间取向(立构规整度)

在无规聚丙烯中,取向是随机的

在间规聚丙烯中,单体上的CH3侧基交替指向聚合物主链的两侧

最受欢迎的版本——全同立构聚丙烯(iPP),其中所有的侧基指向相同的方向——具有特别有利的机械性能

在iPP中加入额外的功能性极性单体是开发新型塑料的重要一步

这种类型的共聚受到常规齐格勒-纳塔和茂金属催化剂的严格限制,因为典型的极性单体首先需要被“掩蔽”

这意味着它们必须被附加到特殊的保护组

使用镍和钯催化剂,有可能实现这种无掩蔽但全同立构规整度显著损失的效果

特殊的镍和钯膦络合物(一种含磷的有机化合物)已经取得了一些成功,尽管这些催化剂的合成是艰巨和耗时的

与东京大学野崎恭子合作的研究人员现在已经开发出一种新方法,使得更合适的催化剂更容易生产

聚合过程中丙烯单体的空间取向受膦上有机薄荷醇取代基中某些碳原子的特殊空间结构(立体性)的影响

研究人员想开发磷原子具有所需立体生成性的膦化合物

为了避免迄今为止面临的繁琐的合成挑战,他们开发了使用可储存的模块化构件和亚膦酸盐(一类含磷和氧的有机化合物)的更快的合成方案

这使得许多不同的膦及其相应的钯络合物的快速和容易的合成成为可能

快速筛选过程成功地产生了合适的候选催化剂

通过这种方式,科学家们发现了催化剂,可以将丙烯与极性单体聚合,形成具有特别高的全同立构规整度的共聚物——他们称之为全同立构极性聚丙烯(iPPP)

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