核壳型Fe3O4＠SiO2磁性纳米粒子表面超支化聚乙烯共-高分子学报.PDFVIP

第８期 高　 分　 子　 学　 报 Ｎｏ.８ ２０１５年８月 ＡＣＴＡ ＰＯＬＹＭＥＲＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ａｕｇ.ꎬ２０１５ 核壳型Ｆｅ Ｏ ＠ＳｉＯ 磁性纳米粒子表面超支化 ３ ４ ２ 聚乙烯共价接枝研究∗ 梁静静　 叶誉贤　 王海平　 王陈旻　 徐立新∗∗ (浙江工业大学材料科学与工程学院　 杭州　 ３１００１４) 摘　 要　 报道了一种利用超支化聚乙烯(ＨＢＰＥ)对磁性纳米粒子表面进行共价修饰的方法.首先通过反相微 乳液法合成表面包覆ＳｉＯ 的磁性Ｆｅ Ｏ 纳米粒子(Ｆｅ Ｏ ＠ＳｉＯ ꎬ简记为ＦＳ)ꎬ并利用偶联剂３￣丙烯酰基氧基 ２ ３ ４ ３ ４ ２ 丙基三氯硅烷对其进行改性ꎬ然后与α￣二亚胺钯催化剂(Ｐｄ￣ｄｉｉｍｉｎｅꎬ１)反应ꎬ获得磁性粒子共价负载型催化 剂(ＦＳ￣Ｐｄ)ꎻ进一步以所得催化剂在０１ＭＰａ和１５ ℃下催化乙烯聚合ꎬ获得一系列表面ＨＢＰＥ共价接枝的磁 性复合粒子(ＦＳ￣ＨＢＰＥ).通过红外光谱(ＦＴＩＲ)、热重分析(ＴＧＡ)、透射电子显微镜(ＴＥＭ)、扫描电子显微镜 １ (ＳＥＭ)、Ｘ射线衍射(ＸＲＤ)、氢核磁共振波谱( Ｈ￣ＮＭＲ)和凝胶渗透色谱(ＧＰＣ)等技术对所得磁性复合粒子 的结构和形貌进行了表征ꎬ并对其磁性能进行了评价.结果表明:通过表面引发/ 催化的链“行走”乙烯聚合ꎬ 可成功实现ＨＢＰＥ在磁性纳米粒子表面共价接枝ꎬ通过聚合时间的改变ꎬ可对表面ＨＢＰＥ接枝率进行有效调 控ꎻ所得ＦＳ￣ＨＢＰＥ复合粒子呈超顺磁特征ꎬ借助ＨＢＰＥ 的作用ꎬ可稳定分散于多个有机溶剂中ꎬ同时可实现快 速磁控分离.基于上述优点ꎬ所得ＦＳ￣ＨＢＰＥ磁性复合粒子可望用作贵金属催化剂载体ꎬ在相关有机反应中获 得应用. 关键词　 磁性纳米粒子ꎬ超支化聚乙烯ꎬ表面共价接枝ꎬα￣二亚胺钯催化剂ꎬ磁控响应性能 　 　 作为烯烃聚合后过渡金属催化剂ꎬα￣二亚胺 链随意“行走”ꎬ从而导致支链以致超支化链形态 钯催化剂(Ｐｄ￣ｄｉｉｍｉｎｅꎬ典型结构见图 １(ａ))由 的产生)ꎬ可在温和条件下(０１ ＭＰａ/ １５ ~３５ ℃) [１] Ｂｒｏｏｋｈａｒｔ等 于 １９９５ 年首次报道ꎬ具有一系列 通过催化乙烯聚合ꎬ以一步法工艺获得超支化聚 [２ꎬ３] [４] 独特的优点 :首先ꎬ在催化乙烯或α￣烯烃配位 乙烯(ＨＢＰＥꎬ图１(ｂ)) ꎻ此外ꎬ该类催化剂具有 聚合过程具有较高的活性ꎬ可在温和条件下获得 良好的化学稳定性ꎬ能耐受各类含氧溶剂或极性 [５ꎬ６] 高分子量聚合物ꎻ其次ꎬ具有独特的链“行走”能 功能单体而保持催化活性稳定 . 力(即活性中心由于发生异构化重排可沿聚合物 　 　 借助Ｐｄ￣ｄｉｉｍｉｎｅ催化剂独特的链“行走”机理 Ｆｉｇ. １　 (ａ) ＴｙｐｉｃａｌＰｄ￣ｄｉｉｍｉｎｅｃａｔａｌｙｓｔꎬ１ꎻ(ｂ) ＣｈａｉｎｗａｌｋｉｎｇｅｔｈｙｌｅｎｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈＰｄ￣ｄｉｉｍｉｎｅｃａｔａｌｙｓｔ ｆｏｒ ｏｎｅ￣ｓｔｅｐ ｓｙｎｔｈｅｓ