Пост-металлоценовые катализаторы на основе переходных металлов 1 ряда для получения полиэтиленов с узким молекулярно-массовым распределением

Производство полиолефинов является одним из наиболее крупнотоннажных промышленных химических процессов. В настоящее время выпускается более 130 млн. тонн полиолефинов различных марок ежегодно, причём доля полиолефинов, получаемых с помощью процессов каталитической полимеризации на одноцентровых (single-site) металлокомплексных катализаторах неуклонно возрастает (Mecking et. al, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9722). В настоящее время пост-металлоценовые металлокомплексные катализаторы полимеризации, предоставляющие богатейшие возможности тонкого регулирования каталитических свойств посредством варьирования строения лигандов, интенсивно изучаются в работах поискового характера; ряд одноцентровых катализаторов уже находится в коммерческой эксплуатации (Mecking et. al, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9722). В огромном многообразии полиолефинов различные марки полиэтилена (ПЭ) составляют более 60% (по массе), начиная с высокопрочного сверхвысокомолекулярного полиэтилена и заканчивая эластомерным полиэтиленом и жидкими полиэтиленовыми восками. Последние обладают смазывающими свойствами и имеют хорошие перспективы широкого применения в качестве синтетических добавок к моторным маслам (Ye et al., Polymer Chem. 2012, 3, 286). Другим перспективным сортом ПЭ являются термопластические эластомеры, имеющие в структуре цепей жёсткие и нежёсткие фрагменты и благодаря этому сочетающие механическую прочность с высокой эластичностью и хорошей адгезией. Такое сочетание свойств является востребованным в производстве ряда конструкционных материалов, а также клеящихся плёнок и упаковочных материалов (Sun et al., Polymer, 2015, 56, 119). Вышеупомянутые разновидности ПЭ имеют две основных особенности: (1) высоко- или даже гиперразветвлённое строение и (2) узкое молекулярно-массовое распределение (ММР или полидисперсность). Поэтому разработка металлокомплексных катализаторов, позволяющих получать такие полиэтилены, является перспективной задачей. В данном проекте акцент будет сделан на дизайн металлокомплексных катализаторов, способных полимеризовать этилен в воски и эластомерные полиэтилены с узким молекулярно-массовым распределением.В частности, основное внимание будет уделено комплексам никеля (ранее комплексы Ni продемонстрировали способность давать высокоразветвлённые ПЭ за счёт миграции активных центров по растущей цепи) и ванадия (которые способны сополимеризовать этилен с альфа-олефинами). Помимо «лиганд-ориентированного» конструирования комплексов, исследования их каталитической активности, кинетики полимеризации и характеризации получаемых полимеров, будет предпринято ЯМР и ЭПР-спектроскопическое изучение природы каталитически активных центров. Полученное новое знание о природе активных центров, их активности и стабильности, основных путях дезактивации, механизме роста цепи будет использовано для дизайна новых, высокоактивных и селективных каталитических систем.