Simple and Sterically Open Nickel Catalyst for Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene Synthesis

位阻效应 催化作用 聚合 化学 高分子化学 聚乙烯 聚合物 材料科学 有机化学
作者
Chuang Song,Guoliang Mao,Xiukuan Yao,Yuxing Zhang,Wei Gao,Xiaohui Kang,Zhongbao Jian
出处
期刊:Macromolecules [American Chemical Society]
卷期号:56 (23): 9540-9549 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.macromol.3c01873
摘要

The suppression of chain transfer reactions to produce high-molecular-weight polymers is a long-standing issue in catalytic polymerization, especially in nickel-mediated olefin polymerization. Installing sterically hindered ligands into nickel catalysts has become a general principle for producing high-molecular-weight polyolefins, which are globally important plastics. Herein, we report a new concept for preparing ultrahigh-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) using an extremely simple nickel catalyst. Bis(o-iminobenzosemiquinonato)nickel precatalysts derived from sterically open and redox-active noninnocent o-iminobenzoquinone ligands are easily prepared from commercially available compounds, which are air-stable and highly soluble. Activation at 20- or 50-fold of Et2AlCl enables the nickel precatalysts to produce UHMWPEs (Mn up to 4,211 kDa) under ambient conditions. In particular, functionalized UHMWPEs are accessible at only 1 bar. Experimental evidence proposes the formation of a six-coordinate octahedral nickel active species and rules out the classical four-coordinate square-planar nickel active species. Density functional theory calculations further indicate the suppression of chain transfer by this unprecedented nickel platform with sterically open ligands.
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