Ученые Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН и Института химии Китайской АН разработали новую каталитическую систему полимеризации этилена на основе бисиминопиридиновых комплексов дихлорида кобальта, модифицированных введением циклических заместителей. Новое семейство катализаторов демонстрирует высокую активность и позволяет получать высоколинейный полиэтилен как с узким, так и широким молекулярно-массовым распределением. Молекулярно-массовое распределение обусловливается типом использованного алюминийорганического активатора.

Каталитические системы на основе бисиминопиридиновых комплексов переходных металлов интересны тем, что даже небольшие изменения структуры, возникающие при варьировании ансамбля заместителей в лиганде комплекса, способны существенно влиять на механизм полимеризации и свойства получающегося полимера. Исследователи стремятся выявить особенности и понять закономерности влияния ансамбля заместителей. Это позволит целенаправленно получать полимеры с заранее заданными свойствами.

По инициативе академика Г.А. Толстикова в НИОХ СО РАН в 1999 году было организовано систематическое исследование влияния структурной модификации арилиминных комплексов переходных металлов на результат полимеризации этилена в их присутствии. В настоящее время исследования продолжают специалисты Лаборатории электрохимически активных соединений и материалов.

«Логика развития исследования и ранее полученные результаты привели нас к мысли использовать ансамбль бензгидрильных и циклоалкильных заместителей для получения новых высокоэффективных катализаторов - рассказывает ведущий научный сотрудник, доктор химических наук Иван Иванович Олейник. – Такие катализаторы были успешно синтезированы и испытаны в процессе полимеризации. Было изучено влияние структуры предкатализатора, типа алюминийорганического активатора, температуры процесса и давления этилена. Новое семейство катализаторов в зависимости от внешних условий позволяет получать высоколинейный полиэтилен с молекулярной массой в диапазоне 39-65 кДа с узким, и 10-72 кДа с широким молекулярно-массовым распределением и высокой температурой плавления. Характеристики полученных полимеров получены с использованием гель-проникающей хроматографии, дифференциальной сканирующей калориметрии и высокотемпературной ЯМР-спектроскопии. Выявленные закономерности придают новый импульс к дальнейшему совершенствованию катализаторов полимеризации, результатом которого должно стать оснащение имеющихся в РФ производств полиолефинов отечественными патентночистыми катализаторами».

Работа поддержана Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Национальными фондами Академии наук Китая. Результаты опубликованы в журнале Applied Organometallic Chemistry

α,α'-Bis (imino)-2,3:5,6-bis (pentamethylene)pyridines appended with benzhydryl and cycloalkyl substituents: Probing their effectiveness as tunable N,N,N-supports for cobalt ethylene polymerization catalysts
Mingyang Han, Ivan I. Oleynik, Yanping Ma, Irina V. Oleynik, Gregory A. Solan,Tongling Liang, Wen-Hua Sun
(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aoc.6429).

Источники

Российские и китайские ученые разработали новый тип катализаторов для получения высоколинейного полиэтилена
- МИНОБРНАУКИ РФ (www.minobrnauki.gov.ru), 13.10.2021

Российские и китайские ученые разработали новый тип катализаторов для получения высоколинейного полиэтилена
- СО РАН (www.sbras.ru), 16.10.2021