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1、稀土在高分子材料中的应用王鹏（天水师范学院生命科学与化学学院化学二班20102030231）【摘要】:由于稀土元素基本相同的外层电子排布和独特的内层4f电子结构,赋予了稀土元素及其化合物独特的电、光、磁、热等性能,以及界面效应、屏蔽作用和化学活泼性等多种特殊的功能,使其在高分子材料的合成、改性等方面有广泛的应用。作者综述了稀土化合物在高分子催化、聚合物填充、改性等方面的应用。【关键词】:稀土化合物;催化剂;聚合物;聚氯乙烯Abstract:Basicallythesameastheouterlayerofrareearthelectronicarrangementandtheuniq
2、ueinner4felectronicstructureofrareearthelementsgivetheuniqueelectrical,optical,magnetic,thermalandotherproperties;andtheinterfaceeffect,shieldingeffect,chemicalactivityandavarietyofspecialfeaturestorareearthcompounds,whichhasextensiveapplicationsinpolymersynthesis,modificationandsoon.Thispaperr
3、eviewstheapplicationsofrareearthcompoundsinthepolymercatalysis,polymerfillingpolymermodifyingandsoon.Keywords:Rareearthcompound;Catalyst;Polymer;PVC稀土元素指元素周期表中ÓB的钪(21Sc)和钇(39Y)及原子序数从57La∽71Lu的15个镧系元素,由于其基本相同的外层电子排布和独特的内层4f电子层结构,具有丰富的能级跃迁,大的原子磁矩,很强的自旋轨道耦合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在3∽12间变化,使稀土化合物晶体结构
4、多样化。这些特性赋予了稀土元素及其化合物独特的电、光、磁、热等性能【1】,以及界面效应、屏蔽作用和化学活泼性等多种特殊的功能。在一些体系中加入少量的稀土化合物往往会出现意想不到的效果,产生明显不同于原体系的独特性能,因而有工业味精之称【2】。稀土高分子泛指稀土金属掺杂或键合于高分子中的聚合物,主要分为两大类型:一是稀土化合物作为掺杂剂均匀地分散在单体或聚合物中,制成以掺杂方式存在的掺杂型稀土高分子;二是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合,或稀土化合物配位在聚合物侧链上,获得以键合方式存在的含稀土的聚合物,称为键合型稀土高分子【3,4】。1稀土催化高分子材料Zieglar-Natta催
5、化剂的组成自1953年问世以来,已有成千种类型,但当时的催化剂组成中并未包括位于ÓB的稀土化合物,最早见诸报道的是1956年Saldick【5】用铈盐引发丙烯腈聚合,接着1958年Venkatakrishman等【6】以水溶液中的铈离子引发得到聚甲基丙烯酸,同年Mino等【7】采用铈离子氧化还原体系制备聚丙烯酰胺和聚乙烯醇的共聚物;1960年Finch【8】率先用稀土催化剂来合成聚乙烯,以及Anderson、Merckling【9】和Stuart【10】关于此项技术专利,开辟了稀土催化合成聚烯烃的新纪元。20世纪60年代初,沈之荃、欧阳均等采用YCl3与AlEt3组成的催化体系制备高
6、顺式含量的聚丁二烯【11】,开辟了稀土催化剂在高分子合成中的应用。70年代初,长春应用化学研究所开展了稀土催化体系合成双烯烃聚合物的研究工作,发现了该体系的某些突出的优点,取得了一些成果【12,13】。80年代起,浙江大学将Zieglar-Natta型稀土催化剂应用于炔烃聚合,环氧烷烃、环硫丙烷和丙交酯的开环聚合,二氧化碳与环氧烷烃共聚合成聚碳酸酯,环氧烷烃与马来酸酐共聚合成不饱和聚酯,A-烯烃和极性单体的齐聚、均聚和共聚等,获得了一系列富有特定性能的新型高分子【14】。经过近半个世纪的探索,人们对稀土催化剂的制备,稀土催化稀烃的聚合反应动力学、反应机理有了深入的了解,相继开发了一些
7、聚合物,取得了丰硕的成果,如稀土催化的顺丁橡胶和异戊橡胶分别在锦州石化公司和吉林石化公司研究院实现了中试规模的长周期运转,各项性能指标达到国外同类胶种的水平;而德国Bayer公司生产的钕系顺丁橡胶(Buna22∽24、Buna29)的性能优于Ni、Co、Ti和Li等催化体系制备的聚丁二烯橡胶,前苏联生产的牌号为CKH-5的稀土异戊橡胶的性能优于钛系异戊橡胶(CKH-3),综合性能已接近于天然橡胶【1，15】。稀土催化剂催化双烯烃定向聚合的特点大大地拓展了这
