吡啶氨基铪催化剂在MgCl?基载体上的固定化及其在4-甲基-1-戊烯浆液共聚和共聚反应中的应用

《Polymer》：Immobilization of Pyridylamido Hafnium Catalyst on MgCl 2-Based Support for Slurry Homo- and Copolymerization of 4-Methyl-1-pentene

异相吡啶胺铪催化剂成功负载于MgCl2/AlBu双功能载体，实现4-甲基-1-戊烯高效均聚和共聚，产物等规度>99%、熔点230°C，分子量分布正常，且在共聚中保持高活性和优异形态控制。

　　近年来，聚烯烃材料因其优异的物理化学性质和广泛的用途，在工业和日常生活中占据着重要地位。这类材料包括聚乙烯、聚丙烯以及聚丁烯等，广泛应用于包装、建筑材料、医疗器械、汽车工业等领域。随着科学技术的进步，新型催化剂的研发为聚烯烃材料的性能提升和结构控制提供了重要支持。其中，吡啶氨基铪催化剂作为一种后茂金属催化剂，因其独特的性能和应用潜力，受到了广泛关注。

吡啶氨基铪催化剂以其高立体选择性而著称，能够实现对聚丙烯等聚烯烃的高效合成。这种催化剂在高通量筛选方法的帮助下被研究人员发现，特别是Dow Chemicals和Symyx Technologies公司的团队。相比传统催化剂，吡啶氨基铪催化剂在反应过程中能够通过原位配体修饰机制，形成具有高度活性的铪物种，从而实现对聚烯烃分子链的精确控制。这种机制不仅提高了催化剂的效率，还赋予了聚合物优异的结构特性，如高等规度和良好的热稳定性。

然而，尽管吡啶氨基铪催化剂在均相体系中表现出色，其在工业生产中的应用仍受到一定限制。主要原因在于，均相催化剂通常需要在特定的溶剂环境中进行反应，这不仅增加了生产成本，还可能导致催化剂嵌入、反应器污染等问题。因此，开发一种能够在非均相体系中稳定工作的吡啶氨基铪催化剂，成为当前研究的一个重要方向。

在此背景下，研究者们尝试将吡啶氨基铪催化剂固定在合适的载体上，以实现其在非均相体系中的应用。MgCl?作为常用的载体材料，其与不同类型的烷基铝化合物结合后，能够形成具有独特结构和性能的复合物。这种复合物不仅能够作为催化剂的载体，还能够作为活化剂，从而在非均相体系中实现对聚烯烃的高效合成。此外，MgCl?/AlR??(OR?)???复合物的制备方法也得到了进一步优化，使其在实际应用中更加稳定和高效。

在本研究中，我们开发了一种基于MgCl?/Al?Bu?(2-ethyl-1-hexoxide)???复合物的非均相吡啶氨基铪催化剂，用于4-甲基-1-戊烯（4MP）的悬浮均聚和共聚反应。该催化剂在反应过程中表现出较高的催化活性，能够实现对4MP的高效聚合。同时，该催化剂还能够有效控制聚合物的结构，使其具有较高的等规度（>99%）和较高的熔点（高达230°C），并且具有正常的分子量分布。

在共聚反应中，该非均相催化剂同样表现出良好的性能。通过将α-烯烃引入4MP的聚合体系中，可以进一步提高聚合物的韧性。这种特性使得基于吡啶氨基铪催化剂的聚合物材料在实际应用中更加多样化和实用化。此外，该催化剂的结构控制能力不仅限于4MP的均聚，还能够应用于与其他α-烯烃的共聚反应，从而实现对不同聚合物材料的精确调控。

本研究的成果不仅为聚烯烃材料的合成提供了新的思路，还为非均相催化剂的设计和应用提供了重要的参考。通过将吡啶氨基铪催化剂固定在MgCl?/Al?Bu?(2-ethyl-1-hexoxide)???复合物上，我们成功实现了对4MP的高效聚合，同时克服了均相催化剂在工业应用中的局限性。这种非均相催化剂的开发，不仅提高了聚合反应的效率，还增强了聚合物材料的性能，为未来的材料研究和工业应用提供了新的可能性。

此外，本研究还探讨了该非均相催化剂在不同反应条件下的表现。通过优化催化剂的制备工艺和反应参数，我们能够进一步提高其催化活性和聚合物的结构控制能力。实验结果表明，该催化剂在悬浮均聚和共聚反应中均表现出良好的性能，能够实现对不同聚合物材料的精确调控。这种调控能力不仅体现在聚合物的等规度和熔点上，还能够影响其分子量分布和物理机械性能。

在实际应用中，该非均相催化剂的开发具有重要的意义。首先，它能够实现对4MP的高效聚合，提高生产效率，降低成本。其次，它能够有效控制聚合物的结构，使其具有较高的等规度和热稳定性，从而满足不同应用领域的需求。此外，该催化剂的结构控制能力还能够应用于与其他α-烯烃的共聚反应，实现对不同聚合物材料的精确调控，进一步拓展其应用范围。

总之，本研究的成果为聚烯烃材料的合成和应用提供了新的方向。通过将吡啶氨基铪催化剂固定在MgCl?/Al?Bu?(2-ethyl-1-hexoxide)???复合物上，我们成功开发了一种非均相催化剂，能够在悬浮均聚和共聚反应中实现对4MP的高效合成。该催化剂不仅表现出较高的催化活性，还能够有效控制聚合物的结构，使其具有优异的性能。这种非均相催化剂的开发，不仅提高了聚烯烃材料的性能，还为未来的材料研究和工业应用提供了重要的参考。