[发明专利]极性聚烯烃材料及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及新型极性聚烯烃材料及其制备方法和用途。所述极性聚烯烃材料是由式CH₂＝CH₂表示的乙烯单体、作为第一共聚单体的由式表示的二聚环戊二烯单体以及作为第二共聚单体的选自由式表示的极性降冰片烯类单体或由式CH₂＝CH‑(CH₂)_m‑Z表示的极性烯烃类单体进行共聚反应而形成的无规共聚物，或者由式CH₂＝CH₂表示的乙烯单体、作为第一共聚单体的由式表示的乙叉降冰片单体以及作为第二共聚单体的由式表示的极性降冰片烯类单体进行共聚反应而形成的无规共聚物，其中X、Y、m和Z如本文中所定义。本发明的新型极性聚烯烃材料可以在温和条件下简单有效地制备，并且具有优异的力学性能，因而可用于多方面的用途。

技术领域

本发明属于功能性高分子聚烯烃材料领域，具体涉及新型聚烯烃材料及其制备方法和用途。

背景技术

自人类发现并人工合成高分子材料以来，高分子材料由于其优异的机械物理性能已应用到人类生产生活的各个方面。不同性质的高分子材料可以通过调整聚合物的组成和结构来实现。而聚烯烃材料的产量占全球塑料工业的一半以上，聚烯烃材料的化学结构简单，原料成本低廉，是优异的高分子材料之一，广泛应用的有聚乙烯。聚丙烯等等。由于其优异的性质，已广泛应用于包装、汽车、电器、医疗机械、农业器具等领域。

乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)已成为使用最广泛的非轮胎弹性体，具有巨大的年产量和广泛的用途，是一类重要的聚烯烃材料。这种类型的材料是通过乙烯和丙烯以及二烯共聚单体(例如二环戊二烯(DCPD)或乙叉降冰片烯(ENB))的三元共聚而在商业上生产的。丙烯的无规掺入可有效降低结晶度并改善低温性能，而二烯共聚单体则提供了硫磺硫化的活性位点。完全饱和的烃主链使其具有出色的抗氧化和热降解稳定性，以及对水性介质和极性溶剂的高耐受性。

但是，与其他聚烯烃材料相似，非极性性质也限制了它们在某些领域的应用。过渡金属催化的烯烃与极性共聚单体的共聚反应是引入可改善聚烯烃性能的官能团的有效且有吸引力的途径。最近，已经证明许多具有这种能力的钯和镍基催化剂。例如，1996年，Brookhart发现的二亚胺骨架催化剂可以实现乙烯和简单极性单体的共聚，合成支化功能化聚乙烯。2000年，Grubbs发现的水杨醛亚胺骨架催化剂可以实现乙烯与极性降冰片烯的有效共聚。2002年Drent发现邻磺酸骨架催化剂可以合成线性极性聚烯烃材料。然而，极性共聚单体的存在显着降低了共聚物的分子量(Mn＜10,000)，这不利于聚合物的机械性能。

因此，本领域需要提供具有极性官能团以及高聚合物分子量和优异力学性能的新型极性聚烯烃材料。

发明内容

鉴于前述，本发明的目的是提供新型的极性聚烯烃材料及其制备方法和用途。

为此，在一个方面，本发明提供了一种极性聚烯烃材料，所述极性聚烯烃材料是由式CH₂＝CH₂表示的乙烯单体、作为第一共聚单体的由式表示的二聚环戊二烯单体以及作为第二共聚单体的选自由式表示的极性降冰片烯类单体或由式CH₂＝CH-(CH₂)_m-Z表示的极性烯烃类单体进行共聚反应而形成的无规共聚物，其中X和Y各自独立地选自-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-(CH₂)_s-OH、-C(＝O)O-C_1-6烷基、-COOH或-O(O＝)C-C_1-6烷基，并且s为0～10的整数，并且其中m为0～10的整数，Z是-F、-Cl、-Br、-I、-OH、-C(＝O)O-C_1-6烷基、-COOH或C_1-6烷基-O-。