Polyolefins functionalization by copolymerization of ethylene (propylene) with substituted norbornene

number of new copolymers of ethylene (propylene) and 5-ethylidene-2-norbornene (EN) containing 5-62 mol. % of the cyclic comonomer units in the main chain have been synthesized by employing of three ansa-metallocene catalytic systems, namely: Et[Ind]2ZrCl2/methylalumoxane, Et[IndH4]2ZrCl2/methylalumoxane or Me2Si[Ind]2ZrCl2/methylalumoxane. In this way side >C=CH-CH3 groups in the range up to 7ź10-3 mol/g were incorporated into a structure of polyolefin chain. As it was found by IR-spectroscopy, the side ethylidene groups of poly(ethylene-co-5-ethylidene-2-norbornene) were susceptible to ozonolysis reactions and converted into the polar carbonylic groups. According to DSC, X-ray diffraction and very cold neutrons scattering (VCN) data, enrichment of poly(ethylene-co-5-ethylidene-2-norbornene) with EN units has lead to eventual transformation of the studied copolymers from a partly crystalline state to a fully amorphous one. With the growing cyclic comonomer partial content the copolymers have exhibited progressively better optical transparency and higher glass transition temperatures (up to 85°C); they are characterized by a high density (d>1000kg/m3).

---

Z udziałem trzech katalizatorów metalocenowych, mianowicie układów Et[Ind]2ZrCl2/MAO, Et[IndH4]2ZrCl2/MAO, Me2Si[Ind]2ZrCl2/MAO (MAO = metyloalumoksan), otrzymano szereg nowych kopolimerów etylenu (propylenu) z 5-etylideno-2-norbornenem (EN), zawierających 5-62 % mol. tego cyklicznego komonomeru w łańcuchu polimerowym (tabela 1). W ten sposób wprowadzono do struktury łańcucha poliolefinowego boczne grupy >C=CH-CH3 w ilości 1ź10-3-7ź10-3 mol/g kopolimeru (tabela 2). Potwierdzona metodą spektroskopową IR obecność bocznych grup etylidenowych w kopolimerach etylen/EN pozwala na przeprowadzenie reakcji ozonolizy powodującej utworzenie polarnych grup karbonylowych w polimerze. Z badań otrzymanych kopolimerów metodami DSC, XRD (rys. 2 i 3) i VCN (rozpraszanie bardzo zimnych neutronów) wynika, iż wzrost udziału cyklicznych jednostek 5-etylideno-2-norbornenu w kopolimerze prowadzi do jego transformacji z polimeru częściowo krystalicznego do całkowicie amorficznego (tabela 4-6). Powoduje to także, iż kopolimer staje się bardziej przezroczysty (rys. 4) oraz charakteryzuje się podwyższoną (do 85°C) temperaturą zeszklenia i zwiększoną gęstością (przekraczającą 1000kg/m3, rys. 1).