エチレンポリメリゼーション/コポリメリゼーションのためのヘテロメタリックチタン-クロム触媒における非常に大きな協力効果
Shaofeng Liu1, Alessandro Motta, Aidan R Mouat
1Department of Chemistry, Northwestern University , Evanston, Illinois 60208-3113, United States.
Journal of the American Chemical Society
|July 2, 2014
まとめ
新しいヘテロメタリック触媒は,制御されたn-ブチル分岐を持つ線形低密度ポリエチレン (LLDPE) を生成します. タイタンとクロムの密接な接近は,オレフィン連鎖とチェーン転送速度に影響します.
科学分野:
- 有機金属化学 有機金属化学
- ポリマーサイエンスの科学
- カタリシス カタリシス カタリシス
背景:
- オレフィンポリメリゼーションのための新しい触媒の開発は,特異な性質を持つポリマーの生産に不可欠です.
- ヘテロビメタリック複合体は,触媒活動のためのユニークな電子およびステリック環境を提供します.
- ポリエチレンの分岐を制御することは,密度や柔軟性などの望ましい材料特性を達成するための鍵です.
研究 の 目的:
- 新規のヘテロメタリックチタン-クロム複合体を合成し,特徴づけること.
- エチレンポリメリゼーションの触媒としてのこれらの複合体の性能を評価する.
- ポリマーの特性,特に枝分かれに触媒構造と金属中心の近接が及ぼす影響を調査する.
主な方法:
- SNS,PNP,NNNリガンド系を含むヘテロメタリック複合体の合成と完全な特徴付け.
- モノマーとしてエチレン,コカタリストとしてメチルアルミノキサン (MAO) を用いたオレフィンポリメリゼーション研究.
- 分子重量,活性,分岐パターンを決定するテクニックを用いたポリマー製品の分析.
- 密度関数理論 (DFT) 計算は,触媒の行動に関する実験的観測をサポートします.
主要な成果:
- SNSベースの複合体 (Ti-C0-Cr(SNS,Ti-C2-Cr(SNS,Ti-C6-Cr(SNS)) は,独占的なn-ブチル分岐を持つ線形低密度ポリエチレン (LLDPE) を生成しました.
- Ti-C0-Cr (SNS) は,Ti-C2-Cr (SNS) やTi-C6-Cr (SNS) に比べて,より高い活性,分子量 (Mn),および枝密度を示した.
- エチレンと1-ペンテンとの競争実験では,Ti-C0-Cr (SNS) が好ましくn-ブチル分岐を組み込むことが示された.
- DFTの計算は,Ti··Crの近い空間的近接と弱い相互作用がオレフィン連鎖と連鎖転送率に影響することを示唆しています.
結論:
- 合成されたヘテロビメタリック複合体は,オレフィンポリメリゼーションの効果的な触媒である.
- SNSリガンド系は,特に短いリンク器 (Ti-C0-Cr(SNS) は,枝分かれを正確に制御し,n-ブチル基を持つLLDPEを生成します.
- タイタンとクロムの中心の近接は,特定の相互作用とともに,ポリメリゼーション結果とポリマーマイクロ構造を決定する上で重要な役割を果たします.
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