[发明专利]一类基于稀土催化体系链端功能化聚共轭烯烃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一类基于稀土催化体系链端功能化聚共轭烯烃的制备方法。

背景技术

聚合物的功能化是实现高分子材料高性能化的重要途径。近年来，基于活性阴离子聚合方法实现高分子材料的功能化已取得了大量的研究成果，链端功能化聚合物的合成方法已日渐成熟。由于聚合物的端基数目有限，链端功能化聚合物的构效难以满足应用的需求，导致基于活性阴离子方法制备链端功能化聚合物的应用局限性较大。乙烯基吡啶是一种常用的功能性共聚单体，由于吡啶环上氮原子的存在，显示出许多特殊的性质。例如：可以与一些含有金属原子的小分子荧光、磷光功能小分子化合物通过配位键连接，实现聚合物的光功能化，同时由于高分子效应可以很好的改善小分子的荧光磷光易淬灭的缺点；可以与某些具有羟基、羧基的小分子液晶化合物通过氢键连接得到具有液晶性的超分子化合物；可以与某些具有羟基、羧基的小分子偶氮苯类化合物通过氢键连接制备表面起伏光栅等光学器件。由于乙烯基吡啶反应活性较高，聚合反应条件苛刻，反应难以控制，难以采用阴离子聚合方法在较温和的条件下制备功能性聚合物。与活性阴离子聚合方法相比，稀土催化体系因其具有较高的定向性，可以制备与天然橡胶结构相似的高顺式聚异戊二烯橡胶，稀土催化体系越来越受到人们的关注。高顺式结构的聚丁二烯、聚异戊二烯橡胶具有更佳的弹性、耐低温性能，在橡胶制品领域应用广泛。如何利用稀土催化体系合成得到具有高弹性同时又具有可进行链端功能化的稀土聚合物成为了广大科研工作者关注的课题。

发明内容

本发明提供了一类基于稀土催化体系链端功能化聚共轭烯烃及其制备方法，通过调控共轭双烯与乙烯基吡啶的单体配比及反应条件，得到一类分子量及其分布可控、微观结构可控，功能化单元数目可控的链端功能化聚共轭烯烃。

本发明的技术方案是：

基于稀土催化体系链端功能化聚共轭烯烃具有如下特征：链端功能化聚共轭烯烃为共轭烯烃与乙烯基吡啶的共聚物，共轭烯烃选自丁二烯、异戊二烯、苯乙烯中的一种或几种的混合物；乙烯基吡啶选自4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶中的一种或二种的混合物；链端功能化聚共轭烯烃的重均分子量一般范围为1×10⁴-120×10⁴，优选范围为5×10⁴-80×10⁴；以链端功能化聚共轭烯烃总量质量百分数100%计，链端功能化聚共轭烯烃中乙烯基吡啶含量质量百分数一般范围为2%－50%，优选范围为5%－35%；以聚异戊二烯总量质量百分数100%计，1,4-聚异戊二烯含量质量百分数一般范围为70%－98%，优选范围为85%－95%；以聚丁二烯总量质量百分数100%计，1,4-聚丁二烯含量质量百分数一般范围为70%－98%，优选范围为85%－95%；以聚异戊二烯总量质量百分数100%计，顺1,4-聚异戊二烯含量质量百分数一般范围为35%－98%，优选范围为35%－90%；以聚丁二烯总量质量百分数100%计，顺1,4-聚丁二烯含量质量百分数一般范围为35%－98%，优选范围为35%－90%。

基于稀土催化体系链端功能化聚共轭烯烃具有如下特征：链端功能化聚共轭烯烃为丁二烯/乙烯基吡啶共聚物，乙烯基吡啶选自4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶中的一种或二种的混合物；链端功能化丁二烯/乙烯基吡啶共聚物的重均分子量一般范围为1×10⁴-120×10⁴，优选范围为5×10⁴-80×10⁴；以链端功能化丁二烯/乙烯基吡啶共聚物总量质量百分数100%计，链端功能化丁二烯/乙烯基吡啶共聚物中乙烯基吡啶含量质量百分数一般范围为2%－50%，优选范围为5%－35%；以聚丁二烯总量质量百分数100%计，1,4-聚丁二烯含量质量百分数一般范围为70%－98%，优选范围为85%－95%；以聚丁二烯总量质量百分数100%计，顺1,4-聚丁二烯含量质量百分数一般范围为35%－98%，优选范围为35%－90%。