• Macromolecular Research
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• 제9권2호
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• pp.71-83
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• 2001

The metallocene compounds had been applied to the polymerizations of olefins and vinyl monomers with methylaluminoxane (MAO) cocatalyst, and they have usually one transition metal atom per molecule, i.e., mononuclear metallocene. Recently it has been found that the dinuclear metallocene compounds containing two transition metal atoms exhibit the peculiar polymerization behaviors for olefins and vinyl monomers. In this article, the dinuclear metallocenes are classified into four groups of dinuclear bent-metallocene, dinuclear ansa-metallocene, dinuclear constrained geometry catalyst and dinuclear half-metallocene, and then the synthesis of dinuclear metallocene of each group as well as the polymerization behaviors for ethylene, propylene, and styrene are described.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제18권6호
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• pp.618-622
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• 1997

The polysiloxane-bridged dinuclear metallocenes $[(SiMe_2O)_n-SiMe_2(C_5H_4)_2][(C_9H_7)ZrCl_2]_2$ (n=1 (7), 2 (8), 3 (9)) have been generated as a model complex for the immobilized metallocene at silica surface by treating the respective disodium salts of the ligands with 2 equivalents of $(C_9H_7)ZrCl_3$ in THF. All three complexes are characterized by $^1H$ NMR and measurement of metal content through ICP-MS. It turned out that the values of ${\Delta}{\delta}=[{\delta}_d-{\delta}_p]$, the chemical shift difference between the distal $({\delta}_d)$ and proximal $({\delta}_p)$ protons, for the produced dinuclear compounds (0.47 for 7, 0.49 for 8, and 0.5 for 9) were larger than the Δδ value of the known ansa-type complex holding the same ligand as a chelating one, that is just the opposite to the normal trend. In order to compare polymerization behavior of the dinuclear metallocene with the corresponding mononuclear metallocene, (Cp)$(C_9H_7)ZrCl_2$ was separately prepared. To investigate the catalytic properties of the dinuclear complexes and mononuclear metallocenes ethylene polymerization has been conducted in the presence of MMAO. The polymerization results display the typical activity dependence on polymerization temperature for all complexes. The most important feature is that the polymers from the dinuclear metallocenes represent enormously improved molecular weight compared with the polymer from the corresponding mononuclear metallocene. In addition, the influence of the nature of the bridging ligand upon the reactivities of the dinuclear metallocenes has also been observed.

• Macromolecular Research
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• 제15권5호
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• pp.430-436
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• 2007

The dinuclear half-sandwich CGCs (constrained geometry catalyst) with a polymethylene bridge, $[Ti({\eta}^5 : {\eta}^1-indenyl)SiMe_2NCMe_3]_2(CH_2)_n]$[n = 6 (1) and 12 (2)], have been employed in the copolymerization of ethylene and norbornene (NBE). To compare the mononuclear metallocene catalysts; $Ti({\eta}^5 : {\eta}^1-2-hexylindenyl)SiMe_2NCMe_3$ (3), $(Cp^* SiMe_2NCMe_3)$Ti (Dow CGC) (4) and ansa-$Et(Ind)_2ZrCI_2$ (5), were also studied for the copolymerization of ethylene and NBE. It was found that the activity increased in the order: 1 < 2 < 3 < 5 < 4, indicating that the presence of the bridge between two the CGC units contributed to depressing the polymerization activity of the CGCs. This result strongly suggests that the implication of steric disturbance due to the presence of the bridge may playa significant role in slowing the activity. Dinuclear CGCs have been found to be very efficient for the incorporation of NBE onto the polyethylene backbone. The NBE contents in the copolymers formed ranged from 10 to 42%, depending on the polymerization conditions. Strong chemical shifts were observed at ${\delta}$42.0 and 47.8 of the isotactic alternating NBE sequences, NENEN, in the copolymers with high NBE contents. In addition, a resonance at 47.1 ppm for the sequences of the isolated NBE, EENEE, was observed in the $^{13}C-NMR$ spectra of the copolymers with low NBE contents. The absence of signals for isotactic dyad at 48.1 and 49.1 ppm illustrated there were no isotactic or microblock (NBE-NBE) sequences in the copolymers. This result indicated that the dinuclear CGCs were effective for making randomly distributed ethylene-NBE copolymers.

• 폴리머
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• 제31권6호
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• pp.497-504
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• 2007

길이가 다른 폴리메틸렌 다리로 연결된 이핵 CGC(Constrained geometry catalyst) $[Zr({\eta}^5\;:\;{\eta}^1-C_9H_5-SiMe_2NCMe_3)Me_2]_2\;[(CH_2)_n]$ [n=6(4), 9(5), 12(6)]를 2 당량의 MeLi과 대응되는 염소화합물을 반응시켜 합성하고 이들의 구조를 확인하였다. 합성된 이핵메탈로센의 중합 특성을 에틸렌과 1-hexene의 공중합을 통해 조사하였다. 이때에 사용된 조촉매로는 일반 조촉매 $Ph_3C^+[B(C_6F_5)_4]^-\;(B_1)$과 $(B(C_6F_5)_5)_3\;(B_3)$ 그리고 이핵조촉매 $Ph_3C^+[(C_6F_5)_3B-C_6F_4-B(C_6F_5)_3]^{2-}\;(B_2)$을 이용하였다. 중합 결과 촉매의 활성은 이핵메탈로센에서는 다리길이가 길수록 크게 나타났으며, 조촉매에서는 이핵조촉매가 가장 낮은 활성을 보였다. 조촉매의 특성은 공중합체에 존재하는 가지의 함량에서 잘 나타났다. 이핵조촉매($B_2$)를 사용하면 가장 가지수가 작은 고분자가 생성되었고, 조촉매 $B_3$에서 가장 많은 가지를 가진 공중합체가 생성되었다.

• Macromolecular Research
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• 제8권5호
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• pp.238-242
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• 2000

The new trisiloxane-bridged heterometallic dinuclear metallocenes, hexamethyltrisiloxanediyl(cyclopentadienyltitanium trichloride) (cyclopentadienylindenyl zirconium dichloride) , $C_3ITi-Cp(CH_3)_2Si-O-Si(CH_3)_2-O-Si(CH_3)_2-Cp-ZrIndCI_2$ (1) and hexamethyltrisiloxanediyl (cyclopentadienylindenylhafnium dichloride) (cyclopentadienylindenyl zirconium dichloride), $C_2IndHf-Cp(CH_3)_2Si-O-Si(CH_3)_2-Cp-ZrIndCl_2$ 2) connecting two dissimilar metallocenes were synthesized and used for ethylene polymerization in the presence of modified methylaluminoxane (MMAO) cocatalyst. The catalytic activity of heterometallic dinuclear metallocenes, 1 and 2 was lower than that of corresponding mononuclear metal-locene as well as two physically mixed catalysts, $CpTiCl_2/Cp_2ZrCl_2 and Cp_2HfCl_2/Cp_2ZrCl_2$. On the tither hand, MWD of PE obtained with 1 and 2 was remarkably broader ($M_w/M_n$) became up to 9.4) than those of PEs prepared with the corresponding mononuclear metallocenes and mixed catalysts. With analysis by GPC and CFC, it was found that PE produced by the heterometallic dinuclear metallocenes exhibited the definite bimodal GPC curves that should cause the broadening of MWD.

• 폴리머
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• 제24권2호
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• pp.159-167
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• 2000

폴리메틸렌 다리를 가진 3가지 dinuclear half-titanocene [(CH$_2$)$_{n}$(C$_{5}$ H$_4$)$_2$[TiCl$_3$]$_2$(n=5(10), 7(11), 9(12))을 합성하고 이들의 중합특성을 조사하였다. 이들은 해당되는 리간드의 리튬염을 trimethyltin chloride와 미리 반응시켜 얻을 distannyl기가 치환된 리간드를 TiCl$_4$와 반응시키는 경로를 통해 합성될 수 있었다. 합성된 화합물들은 IR, $^1$H NMR, $^{13}$C NMR과 질량분석기를 통해 구조와 조성을 규명하였다. 합성된 dinuclear half-titanocene의 중합특성을 조사하기 위해 조촉매 MMAO 존재 하에서 스티렌의 중합실험을 진행하였으며, 그 결과 (i) 합성된 세 가지의 촉매는 모두 SPS를 제조하는데 성공적인 촉매였으며, ( ii ) 촉매 중에서는 CpTiCl$_3$ 사이가 가장 긴 다리리간드로 연결된 화합물 12가 활성면에서는 가장 높았으나 생성된 고분자의 분자량은 가장 낮게 나타났다. 이런 결과들은 다리리간드인 polymethylene이 미치는 전기적 및 입체적 영향으로 설명될 수 있다. 다리의 길이가 길어지면 polymethylene이 가지는 전자주게 특성이 활성점을 안정화시켜 활성을 향상시키며, 다리의 길이가 길어지면 두 활성점 사이의 거리가 멀어져 활성점 사이에 작용하는 입체적인 영향을 감소시켜 정지반응인 $\beta$-H 제거가 잘 일어나 생성되는 syndiotactic polystyrene의 분자량이 감소하게 된다.다.

• 폴리머
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• 제35권6호
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• pp.505-512
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• 2011

Para-xylene의 기본 구조로 연결된 4개의 이핵 CGC를 활용하여 에틸렌과 1-헥센의 공중합특성을 조사하여 중합촉매의 구조적인 특징이 중합에 미치는 영향을 조사하였다. 4가지의 이핵 constrained geometry catalyst(CGC) 중에서 3가지는 모두 para-xylene 다리로 연결되어 있으나 벤젠고리 부분에 각각 다른 치환체가 결합된 것으로서 치환체는 수소(Catalyst 1), isopropyl(Catalyst 2), n-hexyl(Cataylst 3)이고, n-octyl(Catalyst 4)인 화합물이었다. 이핵 메탈로센 4가지와 Dow 촉매를 사용하여 에틸렌과 1-헥센을 공중합시켜 다른 치환체를 가진 다리리간드의 구조적인 특성변화가 촉매의 중합특성과 이로부터 생성되는 공중합체의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 실험 결과 다리리간드의 특성에 따라 분명한 경향성과 차이점이 발견되었다. 중합활성은 치환체의 크기가 가장 작은 수소에서 가장 높았으며, isopropyl에서 가장 낮았으며 그 차이는 최대 3배 이상이었다. 반면 분자량은 치환체가 isopropyl인 촉매에서 생성된 공중합체가 가장 컸고, n-hexyl과 1-octyl 치환체 화합물에서 가장 작은 분자량의 공중합체가 생성되었으며 그 차이는 6배에 달하였다. 이핵 CGC의 공중합 특성은 치환체가 긴 알킬기인 n-hexyl 및 1-octyl 화합물이 가장 우수하여 동일한 조건에서 1-헥센을 가장 많이 함유하여 40% 이상의 1-헥센을 포함하는 에틸렌 공중합체를 제조할 수 있었다. 이러한 연구 결과는 촉매구조 변화에 의한 고분자 미세구조 조절이라는 고분자 합성의 가장 어려운 부분이 xylene 다리를 가진 이핵 CGC의 치환체를 조절함으로써 가능함을 보여주는 결과이다.

• 폴리머
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• 제35권1호
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• pp.77-86
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• 2011

굳은 특성을 가진 다리로 연결된 이핵 CGC 6개의 공중합특성을 조사하였다. 6개의 화합물 중에서 3개는 길이가 다른 para-phenyl (Catalyst 1), para-xylyl (Cata1yst 2), para-diethylene phenyl (Catalyst 6) 다리를 가진 화합물이며, 나머지 3개는 다리리간드는 para-xylyl 다리 기본구조를 가졌으나 치환체가 isopropyl (Catalyst 3), n-hexyl (Cataylst 4), n-octyl (Catalyst 5)인 화합물이었다. 이핵메탈로센 6가지와 Dow 촉매를 사용하여 에틸렌과 스티렌을 공중합시켜 다리리간드의 특성변화가 촉매의 중합특성과 이로부터 생성되는 공중합체의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 실험 결과 다리리간드의 길이가 증가함에 따라 촉매의 중합활성이 4배까지 향상되었으며 이로부터 생성되는 공중합체의 분자량도 증가하였다. 또한 para-xylyl 리간드의 치환체가 isopropyl에서 n-hexyl 및 n-octyl로 변함에 따라 중합활성은 증가하였으나 이로부터 생성되는 분자량은 감소하였다. 본 연구 결과는 촉매구조 변화에 의한 고분자 미세구조 조절이라는 고분자 합성의 가장 어려운 부분이 이핵메탈로센을 활용하여 어느 정도 현실화될 수 있음을 보여주는 결과이다.