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综述:镍催化热塑性聚乙烯弹性体的研究进展:合成策略、性能与未来展望
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月03日 来源:Coordination Chemistry Reviews 20.3
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这篇综述系统梳理了镍催化剂在热塑性聚乙烯弹性体(PEE)合成中的前沿进展,重点探讨了通过链行走(chain-walking)机制调控支化密度(BD)、分子量(Mn)及微区结构(软/硬段)的设计策略,揭示了其替代传统聚烯烃弹性体(POE)的潜力,为高性能弹性体开发提供了新思路。
镍催化剂在热塑性聚乙烯弹性体合成中的突破
镍催化剂的设计与性能调控
镍基催化剂凭借独特的链行走能力,仅需乙烯单体即可构建支化聚乙烯弹性体(PEE)。α-二亚胺镍催化剂通过轴向位阻调控链行走(kw)与链增长(kins)的竞争,实现支化密度(BD=6–116/1000C)和分子量(Mn=0.6–300 kg mol?1)的精准控制。例如,高空间位阻配体可抑制乙烯插入,提升kw/kins比值,形成高支化度弹性体;而低温或高压条件则促进线性链段生成,增强结晶性与拉伸强度。
微区结构与性能关联
PEE的弹性源于软(无定形)硬(结晶)段微相分离。镍催化剂通过温度梯度聚合可制备多嵌段(二至七嵌段)结构,其中硬段作为物理交联点赋予材料抗永久变形能力,软段则提供弹性回复。对比传统POE(需α-烯烃共聚),PEE的单一乙烯原料策略简化了合成流程,且支化分布更均一,展现出更优的耐压缩形变性和加工性。
应用前景与挑战
PEE在汽车密封件(耐UV/油性)、医用导管(生物相容性)及柔性电子(可回收性)领域潜力显著。当前瓶颈在于支化序列的精确控制,未来需开发双核镍催化剂以协同调控链行走路径,或引入极性单体共聚(如10-十一碳烯酸)拓展功能化应用。
结论
镍催化PEE代表了聚烯烃弹性体的下一代技术方向,其“单单体+可控支化”策略兼具经济性与性能优势,为可持续高分子材料设计提供了新范式。
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