高效Z-N催化剂丙烯聚合及其聚合物性能研究

论文摘要

本文研究了N催化剂、DQ催化剂分别与甲基环己基二甲氧基硅烷（CHMMS）、二环戊基二甲氧基硅烷（DCPMS）配合时,用于丙烯均聚,乙烯、丙烯共聚的特点,研究了不同成核剂对聚合物性能的改善情况,提出了表征乙丙共聚物中乙烯单元在聚合物中分散情况的表征方法。 以正庚烷为溶剂进行淤浆聚合,发现同样条件下,不同催化剂体系所得乙丙共聚物的分子量和组成不同。N+DCPMS体系所得聚合物的平均分子量最大,聚合物的组成也较单一,趋向于生成较多的几乎纯的聚乙烯;DQ+CHMMS体系所得共聚物的分子量最小,组成最复杂。 利用连续聚合中试装置制备了批量的不同催化剂体系的丙烯均聚物和乙丙共聚物。研究发现丙烯均聚物的分子量对其抗冲性能有很大的影响,分子量越大,聚合的抗冲性能越好。不同催化剂体系的氢调敏感性不同,N+DCPMS体系的氢调敏感性最差,ND催化剂不加外给电子体与N+CHMMS利DQ+CHMMS体系的氢调敏感性相当。不同催化剂体系所得聚合物的刚性不同,N+DCPMS催化剂体系所得聚合物的刚性最优。多相共聚时,氢气浓度和催化剂体系对共聚物的分子量和组成都有较大影响,进而影响了共聚物物理机械性性能。较低的氢气浓度可降低共聚物中橡胶相的玻璃化温度,DQ+DCPMS催化剂体系所得共聚物中乙烯在主链上分散度优于N+DCPMS体系。 不同种类的成核剂对均聚聚丙烯的刚性均有不同程度的提高。其中以有机磷酸盐类成核剂的改善作用最为明显,随着有机磷酸盐类成核剂用量的提高,改善作用越明显。但是成核剂的加入也不同程度地降低了均聚聚丙烯的抗冲击性能。不同的成核剂配方对共聚聚丙烯的刚性均有改善,成核剂的加入也有利于提高共聚聚丙烯的抗冲击性能。 乙丙共聚物中乙烯单元在聚合物中的分散情况可以用其相对分散度来表征,相对分散度定义为绝对分散度与Bernoullian分散度之比,绝对分散度用聚合物的13C-NMR分析数据来计算。

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 聚丙烯树脂
• 1.2 Ziegler-Natta催化剂丙烯聚合机理
• 1.2.1 Ziegler-Natta催化剂
• 1.2.2 主催化剂中过渡金属的烷基化
• 1.2.3 烯烃单体的嵌入—链增长
• 1.2.4 单个聚丙烯分子生成的终结—链转移
• 1.2.5 给电子体的作用
• 1.3 催化剂体系对聚丙烯性能影响
• 1.3.1 内给电子体的影响
• 1.3.2 助催化剂与外给电子体比例的影响
• 1.4 影响聚丙烯使用性能的因素
• 1.4.1 影响丙烯均聚物性能的因素
• 1.4.2 影响丙烯无规共聚物性能的因素
• 1.4.3 影响丙烯抗冲共聚物性能的因素
• 1.5 聚丙烯性能与影响因素的经验关联
• 1.6 本论文主要研究内容
• 第二章 实验及分析方法
• 2.1 实验装置
• 2.1.1 淤浆聚合研究装置
• 2.1.2 连续聚合研究装置
• 2.2 实验原料
• 2.3 淤浆聚合研究方法
• 2.3.1 配气
• 2.3.2 催化剂的准备
• 2.3.3 淤浆聚合实验
• 2.3.4 反应产物的处理
• 2.4 连续聚合研究方法
• 2.5 分析方法
• 2.5.1 聚合物机械性能测试方法
• 2.5.2 聚合物表征分析
• 2.5.3 共聚物核磁谱图数据分析
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 淤浆聚合研究结果
• 3.1.1 氢气浓度对共聚物特性粘数的影响
• 3.1.2 共聚单体浓度对共聚物组成的影响
• 3.1.3 淤浆聚合条件下聚合物的交联
• 3.1.4 催化剂体系对共聚物组成的影响
• 3.2 连续聚合研究结果
• 3.2.1 丙烯均聚物分子量对其机械性能的影响
• 3.2.2 催化剂体系对聚丙烯机械性能的影响
• 3.2.3 不同催化剂体系的氢调性能
• 3.2.4 共聚釜内氢气浓度对多相共聚产品性能的影响
• 3.2.5 成核剂对聚丙烯性能的改善
• 13C-NMR谱分析'>3.2.6 抗冲共聚物的¹³C-NMR谱分析
• 第四章 结论
• 致谢
• 参考文献