超高分子量支化聚烯烃橡胶如何高效合成？中国科学院青岛能源所开发出新方法

科技日报记者王健高 通讯员刘佳

超高分子量支化聚烯烃橡胶如何实现高效合成？中国科学院青岛生物能源与过程研究所王庆刚研究组近日在前期的研究基础之上（Polymers, 2018, 10, 934; Appl. Organomet. Chem., 2019, e4836; Dalton Trans., 2019, 48, 7862-7874.），通过设计合成新型非对称双核氯桥铁催化剂，开发出一种超高分子量支化聚异戊二烯橡胶的高效合成新方法。

据介绍，我国聚烯烃产业存在“大而不强”的普遍现象，特别是在高端聚烯烃材料方面与国外差距明显。超高分子量支化聚共轭二烯橡胶具有高强度、高抗湿滑性和高阻尼性等特殊性质，在高性能轮胎和消声降噪材料方面应用前景明确。目前超高分子量支化聚烯烃橡胶合成方法的欠缺，极大地限制了该特种橡胶材料的制备与应用。

王庆刚研究组一直致力于特种橡胶材料的制备技术研究开发，研究人员通过调节配体的电性和位阻，采用便捷高效的工艺首次制备出同时含有高低自旋态的不对称吡啶亚胺双核铁催化剂（图1），并将其应用于超高分子量支化聚烯烃橡胶的制备合成中。研究发现该催化剂在异戊二烯聚合过程中表现出极高的催化效率，1g催化剂可以制备30 Kg的超高分子量（Mn = 1.8 × 106 g/mol）支化聚烯烃特种橡胶；所得到的聚异戊二烯橡胶具有较优的生胶强度和断裂伸长率，表现出潜在的工业应用前景。相关研究成果以“An Unsymmetrical Binuclear Iminopyridine-iron Complex and Its Catalytic Isoprene Polymerization”为题发表在化学领域一区期刊“Chemical Communications”《化学通讯》上。

图1：不对称双金属铁催化剂催化聚异戊二烯的高效合成 王亮/供图