Введение к работе
з
Актуальность работы
Открытие и промышленное использование металлокомплексного катализа способствовало решению фундаментальных и практических задач в области химии и технологии высокомолекулярных соединений Каталитические системы Циглера-Натта на основе солей переходных металлов и алюминииорганических соединений нашли широкое применение в промышленности для синтеза стереорегулярных полиолефинов и полидиенов. Принципиальный вклад в изучение закономерностей полимеризации диенов на металлокомплексных катализаторах внесен академиком Б. А. Долгоплоском и его школой.
Развитие исследований в области стереоспецифической трансполимеризации сопряженных диенов (на примере бутадиена и изопрена) открывает перспективы для создания стереорегулярных технически ценных полимерных материалов, таких как синтетическая гуттаперча (низкотемпературный термопластик), транс-сополимеры диенов, представляющие собой новый класс эластомеров и т д.
Анализ литературных данных по транс-полимеризации диенов позволил сделать вывод о том, что методы радикальной и ионной полимеризации приводят к образованию сравнительно низкомолекулярных полимеров смешанной структуры. Известны способы получения кристаллических транс-1,4-полибутадиена (ТПБ) и транс-1,4-полиизопрена (ТІШ) в растворе ароматических углеводородов с использованием галогенидов ванадия и алюминииорганических соединений (АОС), а также под влиянием оксидов хрома или олигодиенильных комплексов хрома, нанесенных на алюмосиликат.
Наиболее перспективными по активности и стереоспецифичности действия для транс-полимеризации 1,3-диенов оказались оригинальные титан-магниевые нанокатализаторы (ТМНК), разработанные в ИНХС РАН
Титан-магний-содержащие каталитические системы широко используются для полимеризации этилена, пропилена и высших а-олефинов Высокая стереоспецифичность действия этих катализаторов в процессе полимеризации а-олефинов достигается введением внутренних и внешних электронодонорных соединений, первое из которых вводится на стадии синтеза титан-магниевого компонента, тогда как второе — с АОС.
Сведения о полимеризации диенов на титан-магниевых катализаторах (ТМК) к началу выполнения данного исследования практически отсутствовали, хотя их использование в этих процессах представляло несомненный практический и теоретический интерес.
Цель работы
разработать оптимальные условия синтеза высокоэффективного ТМНК;
изучить каталитическую активность и стереоспецифичность действия синтезированных ТМНК в процессе полимеризации бутадиена и изопрена и их сополимеризации;
исследовать физико-химические свойства полученных полимеров
Научная новизна
разработана рецептура получения и детально изучены ТМНК с использованием методов ИК-, ЭПР-спектроскопии, рентгеноструктурного анализа и электронной просвечивающей микроскопии;
впервые проведено систематическое исследование транс-1,4-полимеризации диенов (бутадиена, изопрена) на ТМНК в сочетании с триизобутилалюминием (ТИБА),
разработан новый способ получения ТЛИ (синтетической гуттаперчи);
исследована сополимеризация бутадиена с изопреном на ТМНК в сочетании с ТИБА с целью получения статистических сополимеров, определены константы сополимеризации.
Практическая значимость работы
разработан способ получения оригинального высокоэффективного
5 универсального ТМНК, активного в полимеризации непредельных углеводородов разных классов,
установлена высокая активность ТМНК в сочетании с ТИБА в стереорегулярной транс- 1,4-полимеризации и сополимеризации диенов (бутадиена, изопрена);
разработан новый способ получения синтетической гуттаперчи - продукта, имеющего важное значение в медицинской практике, а также в шинной, резинотехнической и обувной отраслях промышленности.
Личный вклад автора
Автором выполнены изложенные в диссертации исследования по разработке рецептуры получения ТМНК, детально изучены структура и состав ТМНК, проведено систематическое исследование транс-1,4-полимеризации и сополимеризации диенов (бутадиена, изопрена) на ТМНК в сочетании с ТИБА, разработан новый способ получения синтетической гуттаперчи
Исследования с помощью комплекса методов современного физико-химического анализа выполнены в соответствующих лабораториях ИНХС РАН при непосредственном участии автора.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на 13 Российских и международных конференциях и конгрессах: International Conference "New Approaches in Coordination and OrganoMetallic Chemistry (COMC) Look fiom 21-th Century" (Nizhny Novgorod, June 1-6, 2002), Всероссийская конференция с международным участием «Современные проблемы химии высокомолекулярных соединений: высокоэффективные и экологически безопасные процессы синтеза природных и синтетических полимеров и материалов на их основе» (Улан-Удэ, 20-27 августа, 2002), VIII Международная конференция по химии и физикохимии олигомеров «Олигомеры-2002» (Москва-Черноголовка, сентябрь, 2002); Научная конференция ИНХС РАН (Москва, 12-14 февраля, 2003), European Polymer
Conference on Stereospecific Polymerization and Stereoregular Polymers "EUPOC 2003" (Milano, June 8-12, 2003); Всероссийская научная молодежная конференция «Под знаком «Сигма» (Омск, июль, 2003), Ш Всероссийская Каргинская конференция «Полимеры-2004» (Москва, 27 января - 1 февраля, 2004); Школа-конференция молодых ученых по нефтехимии (Звенигород, 27-30 сентября, 2004); European Polymer Congress (Moscow, June 27 - July 1, 2005); VI Бакинская международная Мамедалиевская конференция по нефтехимии (Баку, 27-30 сентября, 2005); П Российская конференция «Актуальные проблемы нефтехимии» (Уфа, 11-13 октября, 2005); VII Российская конференция с международным участием «Механизмы каталитических реакций» (Санкт-Петербург, 3-8 июля, 2006), IV Всероссийская Каргинская конференция «Наука о полимерах 21-му веку» (Москва, 29 января - 2 февраля, 2007)
Структура и объем диссертации
