高等规聚1-丁烯热稳定性研究

论文摘要

高等规聚1-丁烯（iPB）是一种半结晶性塑料，具有突出的耐热蠕变性、耐环境应力开裂性，能在高温下保持它的物理性能，主要适合于制作管材。因此，在iPB的应用中，需要它具有良好的热稳定性。影响iPB热稳定性的因素有很多，而灰分含量是其中的一个主要因素。针对以往实验室合成的iPB存在灰分含量高，热稳定性差，限制了其在管材上应用的问题。本文以TiCl4/MgCl2-AlEt3催化体系合成了iPB，通过优化聚合条件从合成上降低了灰分含量；探索了后处理工艺，找到了合适的后处理方式，进一步大大降低了灰分含量；分析了不同灰分含量的iPB耐老化性能的差别，证明了灰分含量越高，其热稳定性越差；提出了催化剂残渣促进iPB老化的机理。聚合工艺的优化。主要研究了外给电子体、铝钛比、氢气对iPB等规度、转化率、催化效率、熔融指数及灰分含量的影响。实验表明，采用CS-1型催化剂在T=35℃；DDS/Ti=10；Al/Ti=100；氢气压力为0.01Mpa时，能合成出等规度在95%以上，熔融指数在0.4g/10min左右低灰分含量的iPB。通过理论计算与能谱测试，研究了灰分的组成，兼顾iPB的使用性能，通过优化聚合条件合成出的iPB灰分含量下降到1500ppm左右。后处理工艺的研究。借鉴于早期聚丙烯工业生产中的后处理方法，我们探索了合适的后处理工艺。实验发现，采用C方法，使用试剂3在反应结束后立即后处理iPB可以明显的降低灰分含量，通过后处理一般可除去50%～90%的灰分，从而可使iPB的灰分含量进一步降低至200ppm左右。不同催化剂残渣含量的iPB热稳定性研究。采用GPC测试、力学性能测试、热重分析、红外光谱测试等方法，通过对比四种不同催化剂残渣含量的iPB样品，证明了iPB样品中催化剂残渣含量越低，其热稳定性性能越好。文章还对催化剂残渣促进老化的机理进行了初步的探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 概述
• 1.2 iPB 的制备
• 1.2.1 iPB 制备的研究进展
• 1.2.2 催化剂
• 1.2.3 聚合方法
• 1.3 iPB 的灰分
• 1.3.1 聚合物灰分的来源
• 1.3.2 影响聚丁烯灰分含量的因素
• 1.4 iPB 的结构
• 1.4.1 iPB 的立构规整度
• 1.4.2 iPB 的晶体结构
• 1.4.3 结晶速度和晶型转变
• 1.5 iPB 的热稳定性
• 1.5.1 聚合物降解现象
• 1.5.2 导致聚合物降解的因素
• 1.5.3 聚烯烃的热氧老化机理
• 1.5.4 抗氧剂的作用机理
• 1.5.5 影响聚烯烃长效热稳定性的因素
• 1.5.6 iPB 老化性能的研究现状
• 1.6 iPB 的应用
• 1.6.1 热水管
• 1.6.2 密封
• 1.6.3 其他
• 1.7 本文的研究目标和研究内容
• 1.7.1 研究目标
• 1.7.2 主要研究内容
• 第二章 高等规聚 1-丁烯的合成
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料及处理
• 2.2.2 聚合方法
• 2.2.3 结构表征及物理性能
• 2.2.4 力学性能测试及仪器
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 灰分的组成
• 2.3.2 外给电子体的影响
• 2.3.3 铝钛比的影响
• 2.3.4 氢气的影响
• 2.3.5 不同主催化剂的影响
• 2.3.6 其它因素对 iPB 灰分含量的影响
• 2.3.7 与其它产品对比
• 2.4 本章小结
• 第三章 聚 1-丁烯的后处理
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料及处理
• 3.2.2 后处理方法
• 3.2.3 灰分的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 方法 A
• 3.3.2 方法 B
• 3.3.3 方法 C
• 3.4 本章小结
• 第四章 催化剂残渣对聚 1-丁烯热稳定性的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试样制备
• 4.2.2 老化实验
• 4.2.3 GPC 测试
• 4.2.4 力学性能测试
• 4.2.5 热重分析测试
• 4.2.6 红外光谱分析
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 GPC 测试
• 4.3.2 力学性能测试
• 4.3.3 热重分析测试
• 4.3.4 红外光谱分析
• 4.3.5 催化剂残渣促进老化进程的机理
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 读研期间论文发表情况