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二醚类给电子体DMMF的合成及应用研究

作　者: 程磊
导　师: 夏剑辉；廖维林
学　校: 江西师范大学
专　业: 应用化学
关键词: 9,9—双(甲氧甲基)芴合成外给电子体氢调配合
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 51次
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内容摘要

二醚化合物是Ziegler-Natta(Z-N)催化剂的一类新的给电子体,以9,9—双(甲氧基甲基)芴(DMMF)这种二醚化合物为外给电子体(De)或内给电子体(Di)的Z-N催化剂催化丙烯聚合时,效果相似,聚合物的等规度高,活性比传统的二酯类给电子体高3-5倍。烷氧基硅烷类化合物二环戊基二甲氧基硅烷(DCPMS)是第四代Z-N催化剂的助催剂——外给电子体,在丙烯聚合时,聚合物的等规度很高,结晶度很好。本文围绕新型二醚类给电子体9,9-双(甲氧基甲基)芴(DMMF)开展工作,系统地研究了DMMF的新合成工艺。采用了绿色试剂碳酸二甲酯做为甲基化试剂相转移催化合成DMMF。DMMF的合成采用两步合成法:第一步,原料芴在醇钠催化下,经多聚甲醛羟甲基化反应合成9,9-双(羟甲基)芴(DHMF);第二步,以9,9-双(羟甲基)芴为原料,在甲苯与NaOH溶液两相体系中,在四丁基溴化铵的催化下,与碳酸二甲酯发生相转移催化反应最终合成DMMF。在研究过程中,讨论了DHMF与NaOH用量比,不同的相转移催化剂及用量、DMC用量、催化剂、反应温度等因素对反应结果的影响,最终找到了最佳的合成工艺。研究了DMMF和DCPMS作为外给电子体在丙烯聚合中的应用,对比两者的性能差异,发现两者优劣可以互补。提出并研究了DMMF和DCPMS配合在丙烯聚合中的应用,讨论了配合使用对催化体剂活性,聚合物等规度,结晶性能和熔融指数等方面的影响。尝试以DMMF对DCPMS的氢调性能进行调节,合成不同熔融指数的聚丙烯。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-7
1 综述  7-23
  1.1 引言  7
  1.2 聚丙烯催化剂概况  7-14
    1.2.1 聚合用催化剂的发展概况  8-9
    1.2.2 载体MgCl_2的作用  9-10
    1.2.3 内给电子体的作用和研究进展  10-11
      1.2.3.1 内给电子体的作用  10-11
      1.2.3.2 内给电子体的研究进展  11
    1.2.4 活化剂的作用  11-12
    1.2.5 外给电子体的作用和研究进展  12-13
      1.2.5.1 外给电子体的作用  12-13
      1.2.5.2 外给电子体的研究进展  13
    1.2.6 氢气的作用  13-14
      1.2.6.1 链转移机理  14
      1.2.6.2 对等规度的影响  14
      1.2.6.3 活化作用  14
  1.3 二醚类给电子体的研究概况  14-19
    1.3.1 二醚类化合物的结构特点  14-15
    1.3.2 二醚类给电子体的研究进展  15-16
    1.3.3 9，9—双（甲氧基甲基）芴(DMMF)的研究进展  16-19
      1.3.3.1 DMMF 的结构  16
      1.3.3.2 DMMF 的研究进展  16-18
      1.3.3.3 DMMF 的合成研究进展  18-19
  1.4 烷氧基硅烷类给电子体的研究进展  19-20
  1.5 本论文选题基础及创新点  20-23
    1.5.1 本论文的选题基础  21-22
    1.5.2 本论文的创新点  22
    1.5.3 本论文的主要内容  22-23
2 合成实验部分  23-38
  2.1 9,9—双（甲氧基甲基）芴（DMMF）的合成  23-24
    2.1.1 实验试剂及药品  23
    2.1.2 工业芴的精制  23-24
    2.1.3 DMMF 的合成  24
  2.2 分子结构表征  24-29
    2.2.1 分析仪器  24-25
    2.2.2 DHMF、DMMF 的物理常数及含量分析  25
    2.2.3 芴、DHMF 及 DMMF 的紫外光谱  25-26
    2.2.4 芴、DHMF 及 DMMF 的红外光谱分析  26-27
    2.2.5 DHMF、DMMF 的 NMR 光谱分析  27-29
  2.3 结果与讨论  29-38
    2.3.1 DHMF 的合成  29-33
      2.3.1.1 原料配比对反应的影响  29-30
      2.3.1.2 催化剂类型及用量对反应的影响  30-32
      2.3.1.3 反应温度对反应的影响  32-33
    2.3.2 DMMF 的合成  33-38
      2.3.2.1 NaOH 用量反应的影响  33-34
      2.3.2.2 催化剂的种类及用量对反应的影响  34-36
      2.3.2.3 碳酸二甲酯(DMC)的用量对反应的影响  36-37
      2.3.2.4 反应温度对产率的影响  37-38
3 聚合实验部分  38-53
  3.1 丙烯的聚合  38-39
    3.1.1 实验试剂及药品  38
    3.1.2 丙烯聚合的装置  38
    3.1.3 聚合条件的选择  38
    3.1.4 丙烯的聚合  38-39
  3.2 聚丙烯的表征  39-40
    3.2.1 催化剂的分析  39
    3.2.2 催化剂活性的测定  39
    3.2.3 聚丙烯等规度的测定  39
    3.2.4 聚丙烯的热分析  39-40
    3.2.5 聚丙烯熔融指数的测定  40
  3.3 催化剂的性能  40
  3.4 氢气的影响  40-41
    3.4.1 氢气对DMMF 催化体系的影响  40-41
    3.4.2 氢气对DCPMS 催化体系的影响  41
  3.5 DMMF 的性能  41-47
    3.5.1 对活性的影响  42-43
    3.5.2 对等规度的影响  43-44
    3.5.3 对聚合物的结晶度的影响  44-46
    3.5.4 DMMF 对熔融指数的影响  46-47
  3.6 DMMF/DCPMS 配合使用的性能  47-52
    3.6.1 对活性的影响  48-49
    3.6.2 对等规度的影响  49-50
    3.6.3 对聚合物的结晶度的影响  50-51
    3.6.4 DMMF 对熔融指数的影响  51-52
  3.7 DMMF 对 DCPMS 在氢调性能的调节  52-53
结论  53-54
参考文献  54-60
在学期间公开发表论文及著作情况  60-61
致谢  61

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