IIIb和IV的取代基定義為:
[012引Ri、R2、R4、R6、護、Ri嘴R12是相同或不同的,單獨選自包含氨、芳基、異芳基和面化 物的基團中;R5和R9是叔烷基基團;R7和Rll是相同或不同的,單獨選自包含氨和叔烷基基 團中;R3是單獨選自包含氨、面素、烷氧基、芳氧基、徑基和橫酸的基團中。
[0129] 最后一步中,在第一步獲得的分子IV的席夫堿亞胺配體與過渡金屬面化物馨合, 從而獲得分子式I所示的本發明的過渡金屬主催化劑。
[0130] 在另一個實施例中,制備本發明的一種過渡金屬主催化劑的工藝設及一個步驟, 在該步驟中分子式(IV)的席夫堿亞胺配體與堿金屬離子導入劑反應,從而獲得一種分子 式(V)的席夫堿亞胺配體的堿金屬鹽。堿金屬鹽的生成反應示意圖如下:
[0131]
[0132] 其中,取代基R\R2、R4、R6、RS、Ri°、護、R5和R9、R\Rii、R3與上述定義的含義相同, Ml是堿金屬導入劑的一個堿金屬離子。
[0133] 分子V的席夫堿亞胺配體的堿金屬鹽與過渡金屬面化物馨合,從而獲得分子式I 所示的本發明的過渡金屬主催化劑。
[0134] 本發明的發明者在進行試驗時發現,分子式IV的席夫堿亞胺配體或分子式(V)的 席夫堿亞胺配體的堿金屬鹽與過渡金屬面化物的比例在決定主催化劑的類型上起著至關 重要的作用。例如,如果分子式IV的席夫堿亞胺配體或分子式(V)的席夫堿亞胺配體的堿 金屬鹽與過渡金屬面化物的比例為1:1,那么所獲得的產品是單馨合主催化劑,如分子式 (I)所示。
[0135] 本發明上下文中的術語"堿金屬鹽生成"或"堿金屬離子導入"或"……的堿金屬 鹽"意指一種化學反應,反應中一個堿金屬離子通過取代徑基基團上的氨離子而被附到一 個有機分子的徑基氧上。
[0136] 此外,如果分子式IV或分子式V的席夫堿亞胺配體與過渡金屬面化物的比例是 2:1,那么所獲得的產品是包括有雙馨合配體的主催化劑。
[0137] 另外,如果必須制備=馨合配體的主催化劑,那么分子式IV或分子式V的席夫堿 亞胺配體與過渡金屬面化物的比例要維持在3:1。
[013引從生成分子式(IV)的席夫堿亞胺配體的鹽中選擇的堿金屬離子導入劑包括但不 限于正下基裡、氯化鋼、氨基醇裡、二異丙基氨基裡及其混合物。
[0139] 在一個實施例中,用于獲得分子式(IV)的席夫堿亞胺配體的分子式(IIIa)取代 水楊醒和分子式(IIIb)取代水楊醒是相同的。
[0140] 在另一個實施例中,用于獲得分子式(IV)的席夫堿亞胺配體的分子式(IIIa)取 代水楊醒和分子式(IIIb)取代水楊醒是不同的。
[0141] 本發明工藝中使用的過渡金屬面化物包括但不限于給化f)化物、儘(Mn)化物、鐵 (Fe)化物、鍊巧e)化物、鶴(W)化物、妮(Nb)化物、粗(Ta)化物、饑(V)化物和鐵們)化 物及選自包含氯化物、漠化物和艦化物基團中的面化物的混合物。為了本發明的目的,優選 選擇四氯化鐵作為過渡金屬面化物。
[0142] 在一個實施例中,本發明的過渡金屬主催化劑可W用作聚合締控的一種均相主催 化劑。
[0143] 通過運用各種已知的固化技術,設及無機氧化物、有機載體、其他無機載體、其他 如樹狀大分子等的大分子聚合載體的使用,本發明的過渡金屬主催化劑可能轉變為多相催 化劑。本發明的過渡金屬主催化劑與載體通過化學鍵相互結合在一起,化學鍵包括但不限 于共價鍵、氨鍵、配位鍵、配位共價鍵和物理鍵。
[0144] 在本發明的另一方面中,提供一種催化劑組合物。所述催化劑組合物包括分子式 I所示的一種過渡金屬主催化劑、至少一種烷基侶助催化劑和至少一種惰性控類液體介質。 為制備催化劑組合物,主催化劑和助催化劑應一起放入惰性控類介質中。但是,由于主催化 劑的有機配體的本質,主催化劑不能直接溶解在惰性控類液體介質中。因此,主催化劑先要 溶解在甲苯等溶劑中,然后接觸懸浮在含有烷基侶助催化劑的惰性控類液體介質中。
[0145] 用于制備催化劑組合物的助催化劑是烷基侶化合物,其選自包含甲基侶氧燒、聚 甲基侶氧燒、=乙基侶、異平基侶、=氯化二侶、=正辛基侶、=異下基侶及其混合物的基團 中。具體地,聚甲基侶氧燒被用作一種助催化劑。
[0146] 侶元素和鐵元素的比例(Al/Ti)在聚合反應中非常關鍵。因此,侶元素對鐵元素 比例(Al/Ti)在200:1到1000:1的范圍內,更具體地說,在200:1到300:1的范圍內。
[0147] 用于本發明目的的惰性控類液體介質的實施例包括但不限于戊燒、己燒、環己燒、 甲基環己燒、庚燒、辛燒、癸燒、甲苯、異戊燒和控類溶劑。經過一系列的實驗后,本發明的發 明者發現控類溶劑是最適合的惰性控類液體介質。
[0148] 在本發明的另一個方面,提供一種聚合締控的工藝,通過使用分子式I所示的本 發明的過渡金屬主催化劑來獲得解纏結的超高分子量聚締控。
[0149] 本發明的過渡金屬主催化劑可W用于進行締控聚合,無論是同聚反應還是共聚反 應模式,且在有如碳納米管(單壁、多壁等)、二氧化娃及包括所有運類新型納米材料的元 素等的合適納米粒子佐劑的情況下進行。
[0150] 締控的聚合是在環境溫度和壓力的條件下進行,且在具有高沸點的液體介質、本 發明的主催化劑和合適的烷基侶作為活化劑的條件下進行。
[0151] 根據本發明,在第一步中,過渡金屬主催化劑在適宜條件下與至少一種烷基侶化 合物的助催化劑一起被激活。烷基侶化合物包括但不限于甲基侶氧燒、聚甲基侶氧燒、=乙 基侶、異平基侶、=氯化二侶、=正辛基侶、=異下基侶及其混合物。根據本發明的一個典型 的實施例,烷基侶化合物為聚甲基侶氧燒。為充分激活過渡金屬主催化劑,侶對鐵的比例要 維持在50:1到1000:1的范圍內。主催化劑的激活是在聚合過程開始前通過在聚合裝置中 添加懸浮在惰性控類液體介質中的助催化劑到溶解在甲苯中的主催化劑中實現的。在催化 劑激活過程中用作液體介質的惰性控類是選自包括但不限于戊燒、己燒、環己燒、甲基環己 燒、庚燒、辛燒、癸燒、甲苯、異戊燒和控類溶劑及其混合物的基團中。
[0152] 通常,在催化劑激活過程中用作液體介質的一種惰性控類為控類溶劑。
[0153] 激活催化劑的方法步驟是在溫度范圍為10°C到30°C在惰性環境下進行的。
[0154] 在第二步中,添加具有2到18個碳原子的締控單體到激活的催化劑中W獲得一種 反應混合物。然后,在溫度范圍為-5°C到70°C、壓力范圍為0. 1到11己及1小時到10小 時的時間周期下,對反應混合物進行聚合作用,從而獲得解纏結的超高分子量的聚締控。獲 得的聚締控的分子量范圍為100萬g/mole到600萬g/mole。精通締控聚合領域的人都知 道,適當地改變聚合過程的條件將進一步增加使用該催化劑組合物所產生的聚合物的分子 量。使用本發明的催化劑組合物制備的聚締控的高度解纏結性質與主催化劑中配體的結構 和性質結合在一起。基于芳香族二胺和取代水楊醒的配體可控制催化劑中的鐵中屯、附近電 子和幾何環境,于是產生了解纏結的超高分子量的聚締控。本發明的主催化劑同樣有助于 控制聚合動力學。此外,據觀察,助催化劑與本發明的主催化劑相互反應形成一種陽離子配 合物,其控制生成的聚締控的分子量并在必需階段終止聚合反應。
[0155] 在本發明的一個典型實施例中,使用本發明的過渡金屬的主催化劑進行乙締的聚 合。生成的聚乙締是高度解纏結的。在低于烙化溫度壓力下進行如板材成型等測試,可觀 察到解纏結。進一步觀察到,板材可W被拉伸成大于IGPa的非常高強度的薄膜、膠帶和纖 維。所獲得的聚乙締同樣也被塑造成具有高強度的不同形式。
[0156] 使用分子式(I)的過渡金屬催化劑所獲得的聚乙締有如下特性:
[0157] -范圍為0. 05到0.Ig/cc的體積密度,
[015引-使用DSC和X畑確定的結晶度為90%到99%,
[0159] -范圍為100萬g/mole到600萬g/mole的分子量,
[0160] -范圍為lOdl/g到32dl/g的固有粘度,
[0161]-纖維多孔結構。
[0162] 現通過W下非限制的實施例對本發明進行描述。
[016引連施例
[0164] 實施例一:
[0165] 步驟A:席夫堿亞胺配體(C)的制備
[0166] 所有操作均在氮氣下進行的。間苯二胺(l.〇8g,10mmol)、3-叔下基水楊醒 (3. 42血,20mmol)和對甲苯橫酸(IOmg)溶解在無水甲苯(50血)中,在110°C氮氣下攬動該 混合物5個小時。集中生成的混合物在真空中,從而獲得粗制的席夫堿亞胺配體(C),為深 棟色固體。運用柱狀色譜分離法在硅膠上使用正己燒/乙酸乙醋(100:1)作為洗脫液對粗 制席夫堿亞胺配體進行凈化,獲得純產品,為亮澄色固體的席夫堿亞胺配體(C) (3. 6g;產 率 85% )。
[0167]
[0168] 步驟B:接著通過與四氯化鐵馨合的作用進行席夫堿亞胺