丙烯聚合用Ziegler-Natta催化剂内、外给电子体研究的最新进展

综述了丙烯聚合用Ziegler—Natta催化剂内、外给电子体的最新进展：内给电子体主要包括1,3-二醚、二醇酯、琥珀酸酯和1-醚-3-酮化合物．外给电子体主要包括复合外给电子体以及含氮硅烷化合物。消费者对聚丙烯材料的清洁性要求越来越高,因此聚丙烯催化剂内、外给电子供体的发展不仅要求能够制备出更高性能的聚丙烯,同时还要...     

用无外给电子体Ziegler-Natta催化剂催化丙烯聚合的研究

采用 9,9 双 (甲氧基甲基 )芴 (BMMF)为内给电子体合成MgCl2 /TiCl4 /BMMF催化剂 ,以三乙基铝为助催化剂在无需外给电子体的情况下得到高等规度的聚丙烯 .该催化剂具有高活性和高立体定向性 ,并与以邻苯二甲酸二丁酯 (Phthalate)为内给电子体 ,二苯基二甲氧基硅 (DDS)为外给电子体合成的MgCl2 /TiCl4 /Phthalate AlEt3 /DDS催化剂的性能进行比较 ,结果表明无外给电子体催化剂具有较高的活性 ,且聚丙烯的等规度大于 95 % .研究了聚合温度 ,铝钛比等聚合条件对催化剂的活性 ,聚合物的分子量、等规度和熔点的影响 ,并用13 C NMR对聚合物的序列结构进行了分析     

丙烯聚合用TiCl_4/MgCl_2催化剂的研究——内给电子体的作用

采用相同制备工艺 ,制备分别以邻苯二甲酸二异丁酯 (DIBP)和 9,9 双 (甲氧基甲基 )芴 (BMMF)为内给电子体和不加入内给电子体 3种催化剂 .研究了它们在无外给电子体时聚合性能 ,以及合成的聚丙烯的等规度 ,分子量及其分布 .并采用CRYSTAF和1 3C NMR对聚丙烯沸腾庚烷不溶部分结晶性能和序列结构进行分析 ,结果表明内给电子体对聚丙烯分子链序列结构有很大影响 ;BMMF催化剂、DIBP催化剂和无内给电子体催化剂合成的聚丙烯规整性依次下降 .对BMMF催化剂 ,当烷基铝为Et3Al时 ,铝钛比增加 ,等规度和活性明显下降 .当烷基铝i Bu3Al时 ,铝钛比增加 ,等规度略微下降而活性增加 ;但是1 3C NMR研究发现其 (铝钛比为 3 0 0时 )庚烷不溶物的规整性与DIBP催化剂的庚烷不溶物的规整性一致 .这表明内给电子体在聚合中的作用不在于是酯还是醚 ,在于它与氯化镁的络合强度 .络合越强 ,得到的聚丙烯分子链越规整     

二酯类Z-N催化剂及其催化丙烯聚合的研究进展

综述了目前工业上主要应用的二酯类Z-N催化剂催化丙烯聚合的发展,重点讨论了二酯类内给电子体对Z-N催化剂活性和聚合产物性能的影响。比较了芳香族和脂肪族二酯类催化剂,研究了这两类给电子体结构与聚合产物性能的关系。同时考察了外给电子体与内给电子体的匹配关系对催化剂性能的影响,也比较了二酯类催化剂和二醚类催化剂的优缺点,指出二酯类催化剂仍将是今后工业应用的主导催化剂,并对二酯类催化剂的发展趋势进行了展望。     

给电子体在丙烯聚合MgCl2载体催化剂体系中的作用

制备了3种含有不同内给电子体(邻苯二甲酸二异丁酯,9,9-二甲氧基甲基-芴和1,1-双甲氧基甲基-环丁烷)的MgCl2负载型丙烯聚合齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂,研究了给电子体结构与聚合性能之间的关系,用红外光谱剖析了催化剂及其相关化合物的结构,结果发现催化剂中的内给电子体直接与MgCl2配位,而没有与TiCl4结合.内给电子体的加入,降低了Z-N催化剂中钛的含量,提高催化丙烯聚合的活性,使聚合物的分子量分布变窄.聚合物立构规整度的变化强烈依赖于内给电子体的结构.     

硅烷类外给电子体的取代基变化对丙烯聚合影响的研究

合成了2种新型硅烷化合物双环己基二甲氧基硅烷(Donor-H)、双哌啶二甲氧基硅烷(Donor-Py),将其与工业化的环己基甲基二甲氧基硅烷(Donor-C)分别作为外给电子体,用于MgCl2负载的Ziegler-Natta催化剂催化丙烯聚合,通过DSC、GPC、SSA和13C-NMR等分析手段研究了3种外给电子体取代基的变化对催化剂的催化活性、氢调敏感性、聚丙烯的等规度、分子量分布、结晶能力、等规序列分布的影响.结果表明,随着外给电子体取代基体积的增大,外给电子体的给电子能力逐渐增强.与Donor-C相比,随着外给电子体取代基体积的增大,合成的具有较大取代基的Donor-H和Donor-Py用于丙烯聚合时都表现优异的催化性能,特别是新型含有N杂原子的氨基硅烷类Donor-Py为外给电子体的催化剂的催化活性和制备的聚丙烯的等规度最高,聚丙烯的熔融指数可调范围最宽,结晶能力更强.氨基硅烷类Donor-Py制备的聚丙烯SSA热分级后的高等规组分含量最多,可高达64.5%,聚丙烯等规序列长度最长,聚丙烯的等规序列分布最窄,而且13C-NMR结果也表明聚丙烯等规序列长度MSL最长,聚丙烯的分子链最规整.     

丙烯等规聚合Ziegler-Natta催化剂体系中给电子体化合物的研究进展

通过对丙烯等规聚合Ziegler-Natta催化剂体系中给电子体化合物的研究进展进行评述,论述了给电子体尤其是内给电子体在聚丙烯催化剂中的作用机理,着重讨论了各种新型内给电子体、外给电子体化合物的设计原理及其对催化剂性能及丙烯聚合反应的调控作用,分析了新型内给电子体化合物1,3-二醚和琥珀酸酯等的特点、给电子体化合物的功能和作用机理,并提出综合考虑内给电子体的空间效应和电子效应以及内、外给电子体的匹配是给电子体研究的发展方向。     

用于丙烯聚合的MgCl2负载Ziegler-Natta催化剂研究进展

综述了用于丙烯聚合的MgCl2负载Ziegler-Natta催化剂研究进展,包括内给电子体的发展及其作用研究,催化剂活性中心的模型,用MgCl2负载的Z-N催化剂制备抗冲聚丙烯合金.     

氨基硅烷外给电子体用于1-丁烯聚合的研究

合成了4种氨基硅烷类外给电子体,并用于MgCl2载体型Ziegler-Natta催化剂催化1-丁烯聚合,研究了不同外给电子体结构对催化效率和聚合物等规度、熔点、分子量及其分布的影响.结果表明,含二甲氧基的氨基硅烷类外给电子体更有助于聚(1-丁烯)等规度的提高,含二乙氧基的氨基硅烷类外给电子体可以使聚(1-丁烯)分子量分...     

混合外给电子体环己基甲基二甲氧基硅烷/二苯基二氯硅烷对丙烯聚合的影响

近年来,聚丙烯工业生产的第三代催化剂都使用烷氧基硅烷作外给电子体,不同结构的硅烷作为外给电子体,对丙烯聚合行为的影响研究表明,外给电子体能使聚合物的等规度提高,同时伴随着聚合活性下降,烷氧基硅烷等外给电子体提高等规度的作用,是由于它们选择性地使无规活性中心失活的能力远高于等规活性中心,或使无规活性中心     

单茂钛催化剂的丙烯无规聚合反应及其动力学研究

比较了不同钛化合物／甲基铝氧烷（ＭＡＯ）催化体系的丙烯无规聚合，催化活性次序为ＣｐＴｉ（ＯＲ）３＞ＣｐＴｉ（ＯＰｈ）３＞ＣｐＴｉＣｌ３＞Ｃｐ２ＴｉＣｌ２＞Ｔｉ（ＯＢｕ）４＞ＴｉＣｌ４＞Ｔｉ（ＯＢｕ）２Ｃｌ２，所得聚丙烯用沸庚烷抽提８ｈ，溶解９５％以上，可溶部分经１３Ｃ ＮＭＲ、ＷＡＤＸ、ＦＴＩＲ等分析证明为无规聚丙烯（ａＰＰ），是没有结晶性的弹性体．ＧＰＣ测出其分子量Ｍｗ＝８．０～１０．０×１０４，Ｍｗ／Ｍｎ≈２．０．探索了催化体系ＣｐＴｉ（Ｏ ｎ Ｐｒ）３／ＭＡＯ中钛的浓度、［Ａｌ］／［Ｔｉ］摩尔比，丙烯聚合压力，聚合温度和时间对丙烯聚合反应的影响．研究了该催化体系丙烯聚合反应动力学规律，表观聚合反应速率对催化剂浓度和单体压力（浓度）都呈一级反应关系，表观聚合速率常数ＫＰ＝２９２×１０５ｍｏｌ／Ｌ·ｈ（４０℃）．活化能ΔＥ＝－７．８８×１０３Ｊ·ｍｏｌ－１，碰撞因子Ａ＝１．４１×１０－４ｍｏｌ／Ｌ·ｈ．     

单茂钛化合物/MAO/AlR_3均相催化体系合成sPS与aPP研究

先考察部分水解三甲基铝（ＴＭＡ）制备固体改性甲基铝氧烷（ｍ ＭＡＯ）时，反应物Ｈ２Ｏ和ＴＭＡ的摩尔比对固体产物ｍ ＭＡＯ中ＴＭＡ含量的影响；然后考察不同的钛化合物特别是茂钛化合物（ＬｎＴｉＸｎ′，ｎ＝１，２，ｎ′＝２，３）和ｍ ＭＡＯ组成的均相催化体系分别进行苯乙烯间规聚合和丙烯无规聚合的效果作比较．在此基础上分析以茂基三正丙氧基钛［ＣｐＴｉ（ＯＰｒｎ）３］为主催化剂，不同ＴＭＡ含量的ｍ ＭＡＯ为助催化剂，及外加各种烷基铝（ＡｌＲ３）所组成的催化体系中钛的氧化数，同时对苯乙烯间规聚合和丙烯无规聚合进行比较研究，从中发现活性中心钛的氧化数以Ｔｉ（Ⅲ）为主时有利于苯乙烯间规聚合，不利于丙烯无规聚合；而氧化数以Ｔｉ（Ⅳ）为主时则对丙烯无规聚合有利．苯乙烯间规聚合时，外加烷基铝可节省ＭＡＯ用量．     

高结晶聚丙烯(HCPP)的研发和产业化进展

高结晶聚丙烯一般采用高等规度聚丙烯加入成核剂制备。本文较全面地综述了制备高结晶度聚丙烯的催化剂体系及其制备技术。高等规度聚丙烯可以通过传统Ziegler-Natta聚丙烯催化剂与合适的外给电子体搭配制备,也可以通过选取具有合适结构的茂金属化合物制备。目前,聚丙烯工艺主要使用传统Ziegler-Natta催化剂。本文介绍了生产高结晶度聚丙烯的主要生产厂家、牌号和生产工艺,如Spheripol环管/气相工艺、Unipol气相工艺、Novolen气相工艺I、nnovene气相工艺、Hypol釜式本体工艺等,展望了高结晶度聚丙烯的应用前景,认为高结晶聚丙烯是PP新产品开发及高性能化的重要途径之一,具有非常广阔的市场前景,对于我国高结晶度聚丙烯牌号的开发具有较大的意义。     

POISONING OF ACTIVE SITES ON ZIEGLER-NATTA CATALYST FOR PROPYLENE POLYMERIZATION

The effects of poisoning materials on catalytic activity and isospecificity of the supported Ziegler-Natta catalyst were investigated.A minor amount of simple structure of Lewis base,i.e.,methanol,acetone,ethyl acetate,was introduced into the catalyst slurry for partial poisoning catalytic active centers.It was found that the variations in deactivation power were in the order of methanol>acetone>ethyl acetate.The kinetic investigation via stopped-flow polymerization showed that poisoning compounds caused...     

Polymerization Kinetics of Propylene with the MgCl_2-Supported Ziegler-Natta Catalysts——Active Centers with Different Tacticity and Fragmentation of the Catalyst

The catalytic activity and stereospecificity of olefin polymerization by using heterogeneous TiCl_4/MgCl_2 Ziegler-Natta(Z-N) catalysts are determined by the structure and nature of active centers, which are mysterious and fairly controversial. In this work, the propylene polymerization kinetics under different polymerization temperatures by using Z-N catalysts were investigated through monitoring the concentration of active centers [C*] with different tacticity. SEM was applied to characterize the catalyst morphologies and growing polypropylene(PP) particles. The lamellar thickness and crystallizability of PP obtained under different polymerization conditions were analyzed by DSC and SAXS. The PP fractions and active centers with different tacticity were obtained with solvent extraction fractionation method. The catalytic activity, active centers with different tacticity and propagation rate constant k_p, fragmentation of the catalyst, crystalline structure of PP are correlated with temperature and time for propylene polymerizations. The polymerization temperature and time show complex influences on the propylene polymerization. The higher polymerization temperature(60 ℃) resulted higher activity, k_p and lower [C*], and the isotactic active centers C_i* as the majority ones producing the highest isotactic polypropylene(iPP) components showed much higher k_p when compared with the active centers with lower stereoselectivity. Appropriate polymerization time provided full fragmentation of the catalyst and minimum diffusion limitation. This work aims to elucidate the formation and evolution of active centers with different tacticity under different polymerization temperature and time and its relations with the fragmentation of the PP/catalyst particles, and provide the solutions to the improvement of catalyst activity and isotacticity of PP.     

Influence of support recrystallization techniques on catalyst performance in olefin polymerization

This paper is a comparative study of the performance of TiCl₄ catalysts supported on recrystallized MgCl₂ through different techniques for the polymerization of ethylene, propylene and ethylene-propylene copolymers. MgCl₂ was dissolved in 1-hexanol and recrystallized through solvent evaporation, quick cooling and precipitation with SiCl₄. The effect of the recrystallization conditions during the catalyst preparation on the chemical composition of catalysts was discussed with the help of IR spectroscopy. The variations of dealcoholation levels due to the different recrystallization techniques highly influenced the catalytic activity. The catalyst obtained through SiCl₄ recrystallization was not only the most active, but it also showed the highest isotacticity indexes for propylene polymerization.     

等规聚苯乙烯的合成及其结晶性能

用负载型钛系催化剂ＭｇＣｌ_２／ＴｉＣＬ_４，ＮｄＣｌ_３／ＡｌＥｔ_３（ＳＮ－１催化剂）在甲苯溶剂中进行苯乙烯的定向聚合，单体转化率。催化效率和产物的等规度随单体浓度增大先是提高，达到最大值后，逐渐下降，等规度最高可达９８％．产物的分子量则随单体浓度增大而增大．ＤＳＣ测定表明，产物中的无规物（ａＰＳ）有利于等规聚苯乙烯（ｉＰＳ）结晶，但对结晶的熔点有降低作用．向产物加入更多的ａＰＳ则由于稀释效应而使ｉＰＳ的结晶度线性下降．在聚乙烯（ＰＥ）／ｉＰＳ共混物中，ＰＥ含量对ｉＰＳ的结晶度无显著影响；但在聚碳酸酯（ＰＣ）／ｉＰＳ共混物中，ＰＣ含量对ｉＰＳ的结晶度影响较复杂．     

rac-Me_2Si(Ind)_2ZrCl_2负载型催化剂催化丙烯等规聚合的研究

将rac Me2 Si(Ind) 2 ZrCl2 与甲基铝氧烷 (MAO)预络合后负载于SiO2 上得到了高活性的负载型茂金属催化剂 ,并用于丙烯等规聚合 ,研究了 [Al]/ [Zr]比、聚合温度对聚合活性、产物分子量、聚合动力学的影响 ,同时与相应的均相体系进行比较 .结果表明 ,负载化后 ,活性中心的稳定性提高 ,所得聚合物的分子量也明显高于均相体系 .同时用13 C NMR测定了两种催化体系所制备的等规聚丙烯的微结构 .结果发现 ,负载型茂金属催化剂制得的聚丙烯立构选择性高于均相体系 ,其五元组立构序列 [mmmm]从均相的 82 0 %提高到负载的 86 3 % .同时区域选择性也有所改进 ,2 ,1 插入、1 ,3 插入分别从均相体系的 4 4‰和 1 9‰降到负载体系的 3 7‰和 0 5‰ .