1-辛烯Ziegler-Natta聚合的活性中心多分散性——分子量分布及动力学的研究

 本文通过对TiCl₃-Al(C₂H₅)₃聚合1-辛烯产物的双峰型分子量分布曲线用Schulz函数进行拟合、分峰处理,发现这种双峰型分布中的高分子量峰部分由一种活性中心生成,低分子量峰部分则由至少两种活性中心生成.将不同转化率时聚辛烯的分子量分布分峰拟合数据与聚合速率、活性中心数等测定数据相结合,得到了高分子量和低分子量两部分产物相应的活性中心上各自的动力学参数(增长速率常数、活性中心数、链转移常数等)及各自的聚合速率曲线,从而证实了多种活性中心的存在、它们催化特性的差异及与聚合物分子量分布增宽的关系.     

TiCl_4/MgCl_2负载型烯烃聚合催化剂活性中心性质的研究

用乙酰氯淬灭法测定了TiCl_4/MgCl_2-AlR_3催化1-辛烯聚合体系的活性中心数,确定了不同助催化剂、外加给电子体等条件下聚合速率、活性中心数、增长速率常数等随聚合时间的变化。结合对产物分子量分布的分峰拟合研究,确定了催化剂上存在多种活性中心及其聚合特性的差别,并发现有机给电子体对某些活性中心有选择性作用,使其失活或改变性质。     

异相Ziegler-Natta催化剂的活性中心多分散性(Ⅱ)——4种活性中心的聚合动力学参数

测定了络合Ⅱ型TiCl₃-Al(C₂H₅)₃催化1-辛烯聚合中不同时间的产物分子量分布,用4个Schulz-Flory“最可几”分布函数叠加,较好地拟合了实测分布,从而确定此体系有4种活性中心。从拟合及动力学测定结果确定了4种活性中心的聚合速率、浓度及链增长速率常数、链转移速率常数等,讨论了各活性中心的结构及聚合机理。     

异相Ziegler-Natta催化剂的活性中心多分散性(Ⅰ)——钛催化体系聚合物分子量分布的研究

对TiCl₃及TiCl₄/MgCl₂-Al(C₂H₅)₃(或Al(i-C₄H₉)₃、Al(C₂H₅)₂Cl)催化体系合成的聚辛烯的分子量分布用SchulzeFlory"最可几分布"函数作拟合处理,将各种聚合条件下的实测分布分成了3～5个"最可几分布"的叠加,催化剂结构及聚合条件对这些"最可几分布"峰的位置、大小的影响较有规律,表明每个峰对应于一种活性中心。还测定了聚辛烯各级分的活性中心浓度。对各活性中心的差异作了分析。     

聚辛烯-1Mark-Houwink常数的确定及其分子量分布研究

本文用GPC结合特性粘度的方法,对聚辛烯-1四氢呋喃体系的Mark-Houmink常数进行订定。数据处理采用了Weiss法和流体力学平均分子量(?)_x两种方法,α值分别为0.701和0.625,相对误差10％左右,所得Mark-Hon-Wink方程Weiss法为:[η]_(THF)~(25℃)=3.89×10~(-4)[M]~(0.701)(?)_x法为[η]_(THF)~(℃25)=4.14×10~(-4)M~(0'625)。本文还研完了聚合反应条件对聚辛烯-1分子量及分子量分布的影响。发现三种TiCl_3为主催化剂,三乙基铝为助催化剂时,其GPC谱图均为双峰型,两个峰的比例随聚合反应条件不同而变化。表明聚合体系至少有两种不同性质的活性中心,有着不同的形成和增长速率。     

脉冲激光引发自由基聚合的动力学研究

处理了无链转移时脉冲激光引发自由基聚合中的动力学问题:推导出聚合产物数均和重均分子量的严格数学表达式,给出了链自由基、死聚物及总的聚合产物的归一化的分子量分布函数,计算结果表明:随着单体转化率的上升,各种分子参数,例如数均和重均分子量,以及多分散指数的数值周期性地振荡,且振幅逐渐下降,分子量分布曲线则包含一些特征峰,且随着每次脉冲激光产生的初级自由基浓度的降低,分布曲线峰的数目增加,另外,与歧化终止相比,偶合终止使产物的分子量分布略为变窄.     

用乙酰氯淬灭法测定Ziegler-Natta催化剂的活性中心数

在测定Zieler-Natta催化剂活性中心数的主要方法中,动力学-分子量法不能测定聚合中任意时刻的活性中心数,氚醇淬灭法、阻聚法及~(14)CO标记法等的可靠性尚未得到充分肯定,因而有必要寻找兼具可靠、方便及适用面广等特点的新测定方法。本文报道用乙酰氯作为一种新的淬灭剂测定TiCl_3-烷基铝催化1-辛烯聚合体系活性中心数的初步结果。     

络合型催化剂丙烯聚合动力学研究

本工作对络合型(Solvay型)TiCl_3催化剂—(C_2H_5)_2AlCl体系丙烯聚合进行了活性中心浓度C_p、链增长速率常数k_p和链增长活化能E_p等的测定,并与常规TiCl_3·0.33AlCl_3进行了比较,C_p以动力学方法求取,数均分子量以粘度法测定经分子量分布校正,结果表明,络合型催化剂活性比常规催化剂高,不仅是由于C_p增高,在更大程度上是由于k_p提高。     

醇钾及酚钾在甲基丙烯酸甲酯阴离子聚合中的应用

以正丁基锂(n-BuLi)为引发剂,叔丁醇钾(t-BuOK)和苯酚钾(POK)为副反应抑制剂,实现了甲基丙烯酸甲酯(MMA)在四氢呋喃(THF)溶剂中的阴离子聚合。采用凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)等研究了产物的数均分子量、分子量分布(MWD)和分子结构。结果表明:t-BuOK与n-BuLi之间发生反离子交换反应使活性中心的反离子Li~+被K~+替换,从而在一定程度上抑制了MMA聚合过程中的副反应,当n(t-BuOK)/n(n-BuLi)≥10时,可在0℃下实现MMA的可控阴离子聚合;PMMA分子量分布较窄(1.22),且数均分子量与设计值十分接近,MMA聚合的副反应得到了有效控制;进一步添加的POK能与活性中心的K~+配合,促进对MMA聚合副反应的抑制,使MMA的可控阴离子聚合能在较高温度(40℃)下得以实现,所合成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)数均分子量分布窄(1.24)且数均分子量符合设计值。     

含氮试剂对p-DCC/AlCl_3引发异丁烯正离子聚合的影响

以对-二枯基氯(DCC)/AlCl3体系引发异丁烯在二氯甲烷(CH2Cl2)正己烷(Hex)(40/60,V/V)混合溶剂中进行正离子聚合,探讨了DCC用量、含氮试剂2,6-二叔丁基吡啶(DtBP)和三苯胺(TPA)对异丁烯正离子聚合转化率、产物分子量及其分布的影响.结果表明,DCC和体系中微量水均可与AlCl3产生竞争络合,形成两种活性中心并引起相继的竞争引发,聚合产物的GPC谱图呈双峰分布,分子量分布宽;增加DCC用量有利于DCC与AlCl3的络合,致使链增长反应主要通过DCC与AlCl3络合形成的活性中心引发,但聚合产物分子量相对较低,分子量分布较宽;使用DtBP,可有效地抑制微量水引发及活性链向单体的转移反应,使分子量分布明显变窄,基本实现DCC的控制引发;采用DtBP与TPA共同调节聚合反应,可使聚合产物分子量分布变窄的同时,进一步提高分子量,从而得到相对较高分子量(Mw=103200)和单峰分子量分布(Mw/Mn=2.09)的聚异丁烯产物.     

Fe-Zn双金属氰化物催化环氧丙烷开环聚合的研究

用Fe Zn双金属氰化物 (DMC)催化剂合成了数均分子量 30 0 0～ 12 0 0 0的聚氧化丙烯二元醇 .着重考察了聚合反应的温度、加料方式等对聚合物分子量及分布的影响 ,并初步探讨了Fe Zn双金属氰化物催化环氧丙烷开环聚合的反应特征 .实验发现 ,采用Fe ZnDMC催化剂 ,聚合物分子量可控 ;在较高温度下聚合所得的聚合物分子量分布呈双峰形 ,显示反应体系中至少存在两类活性中心 ,这可能与催化剂中存在两种价态的络合物有关 ,当降低聚合温度时 ,聚合物分子量分布呈单峰形 ,可能是一类活性中心没有引发 ;实验中还发现单体分批加料时聚合物分子量分布较窄 ,而一步加料法所得聚合物分子量分布则很宽     

五甲基茂基三(对氯苯氧基)钛/甲基铝氧烷体系催化丙烯聚合反应与动力学的研究

采用茂钛配合物五甲基茂基三(对氯苯氧基)钛[Cp- Ti(O- C6H4Cl -P)3]甲基铝氧烷(MAO)体系进行丙烯聚合反应,考察了聚合温度和Al- Ti摩尔比(nAl- nTi)对聚合活性和产物分子量的影响.研究发现在合适的聚合条件下,聚合初期产物的分子量随聚合时间线性增大,并保持较窄的分子量分布(Mw Mn=1.5～1.8),表现出准活性聚合的行为,而聚合物的GPC曲线呈双峰分布,表明聚合初期的体系存在多活性中心.另外,初步提出了衰减动力学方程以探讨聚合速率衰减期的丙烯聚合反应规律,求出了不同条件下丙烯聚合的衰减系数,从而可计算出衰减期内任一时间的丙烯聚合速率.     

铁系后过渡金属催化剂/不同铝氧烷体系制备具有双峰分子量分布的聚乙烯

分子量及其分布对聚烯烃的机械性能和流变性能影响显著．高分子量聚烯烃机械性能好,但加工性能差;低分子量聚烯烃则恰恰相反,机械性能较差,但加工性能好．宽峰或双峰分子量分布聚烯烃同时具有高、低分子量聚烯烃的优点,受到人们的普遍重视．目前,制备宽峰及双峰分子量聚烯烃主要采用物理共混、     

含氮试剂对P-DCC／AICl3引发异丁烯正离子聚合的影响。

以对-二枯基氯（DCC），Alcl，体系引发异丁烯在二氯甲烷（CH2C12）正己烷（Hex）（40／60，V／V）混合溶剂中进行正离子聚合，探讨了DCC用量、含氮试剂2，6-二叔丁基吡啶（DtBP）和三苯胺（TPA）对异丁烯正离子聚合转化率、产物分子量及其分布的影响．结果表明，DCC和体系中微量水均可与A1C1，产生竞争络合，形成两种活性中心并引起相继的竞争引发，聚合产物的GPC谱图呈双峰分布，分子量分布宽；增加DCC用量有利于DCC与A1C1，的络合，致使链增长反应主要通过DCC与A1C1，络合形成的活性中心引发，但聚合产物分子量相对较低，分子量分布较宽；使用DtBP，可有效地抑制微量水引发及活性链向单体的转移反应，使分子量分布明显变窄，基本实现DCC的控制引发；采用DtBP与TPA共同调节聚合反应，可使聚合产物分子量分布变窄的同时，进一步提高分子量，从而得到相对较高分子量（Mw=103200）和单峰分子量分布（Mw／Mn=2．09）的聚异丁烯产物．     

水城褐煤热解的气体产物析出特征及甲烷的生成反应类型研究

利用傅里叶红外光谱仪研究了煤中主要官能团的分布,利用热重-质谱联用(TG/MS)在10℃/min的条件下研究了水城褐煤的热解行为,获得了煤热解主要挥发分气体(H2、CH4、H2O、CO、CO2)生成的速率曲线。采用分峰拟合的方法将甲烷的生成速率曲线分解为五个峰,通过化学动力学分析,结合煤的结构特性、热解特性及其他挥发分气体的生成特征,认为甲烷的生成主要由一个脱吸附过程和四个化学反应组成。     

用一氧化碳阻聚法对丙烯气相聚合动力学的研究

本文研究了一种新的烯烃聚合活性中心浓度测定方法,即CO阻聚法,并在此基础上测定了络合型催化剂丙烯气相聚合的活性中心浓度、链增长速度常数及活化能;证实了该方法用于丙烯气相聚合的可靠性及其主要影响因素是CO对活性中心的“多次阻聚”,同时从实验上证明丙烯聚合速度衰减是由于活性中心浓度降低。     

光敏聚合中链端基的活性作用

本文用2,2-二甲氧基2-苯基苯乙酮(DMPA)作引发剂,在氧气存在条件下,进行MMA本体聚合,得到的聚合物具有一种异常的双峰分子量分布(MWD)。其中,高分子量峰仅在氧气条件下才产生,并且与DMPA和氧的浓度、光照时间以及添加剂有关,所得结果指出,由于聚合物PMMA链端基上活性的苄基过氧化物光裂解的结果,形成新的高分子自由基,又发生再次聚合,这导致生成更高分子量的聚合物,同时在MWD图上出现高分子量峰。     

新型双核FI/α-二亚胺镍(Ⅱ)催化体系制备聚乙烯-b-聚(乙烯/1-辛烯)嵌段共聚物

合成了新型双核苯氧基亚胺锆催化剂(Cat B),并与α-二亚胺镍(Ⅱ)催化剂(CatA)构成催化体系,在助催化剂甲基烷氧铝(MAO)及链穿梭剂二乙基锌(ZnEt_2)作用下催化乙烯与1-辛烯共聚,制备了聚乙烯-b-聚(乙烯/1-辛烯)嵌段共聚物.采用差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及碳核磁共振波谱(13C NMR)等方法对聚乙烯-b-聚(乙烯/1-辛烯)嵌段共聚物进行表征.结果表明,在甲苯作溶剂的1.0 MPa和50℃条件下,MAO和金属活性中心的摩尔比为300∶1;1-辛烯加入量为0.58 mol/L时,CatB/CatA/ZnEt_2催化体系制备的产物中1-辛烯插入率为4.9%,DSC出现双峰,"软段"部分在聚合物链段中分布较为集中.     

活性正离子聚合制备聚(异丁烯-b-α-甲基苯乙烯)嵌段共聚物

以2-氯-2,4,4-三甲基戊烷(TMPCl)/TiCl4/质子捕捉剂(DtBP)为引发剂体系,引发异丁烯聚合,随后加入1,1-二(4-甲基苯基)乙烯作为封端剂稳定末端碳正离子,再引入四异丙醇钛(Ti(OiPr)4),降低Lewis酸性,继续引发α-甲基苯乙烯聚合,实现活性正离子聚合制备聚(异丁烯-b-α-甲基苯乙烯)嵌段共聚物.考察了α-甲基苯乙烯聚合时间对单体转化率、产物的dn/dc值、分子量及其分布的影响以及四异丙醇钛对聚合速率的影响.并通过体积排斥色谱法/紫外检测器/示差折光指数/多角激光光散射、1H-NMR以及DSC以对产物进行表征.实验结果表明,嵌段共聚物分子量分布窄(MWD≤1.2),单体转化率与分子量呈线性关系,聚合速率对单体浓度呈一级动力学关系,具有活性聚合的特征.Ti(OiPr)4能有效稳定活性中心,降低聚合速率.聚(异丁烯-b-α-甲基苯乙烯)嵌段共聚物的DSC测试发现明显的两个Tg,表明存在微相分离结构.     

H_2O/TiCl_4/Py体系引发苯乙烯正离子聚合

研究了在少量吡啶(Py)存在下由水(H2O)四氯化钛(TiCl4)体系引发苯乙烯于二氯甲烷正己烷中进行碳正离子聚合,分别考察[Py]、[H2O]和[TiCl4]对聚合速率、产物分子量与分子量分布的影响.实验结果表明,少量亲核试剂吡啶(Py)对聚合反应起着重要作用,可有效地降低聚合速率和使分子量分布变窄;随着[H2O]和[Py]降低或[TiCl4]增加,聚合产物的分子量增加,而分子量分布指数(Mw Mn)基本维持在1.8左右;随着[Py]增加,聚合速率降低;随着[H2O]和[TiCl4]增加,聚合速率提高.聚合速率对单体浓度呈一级动力学关系,对Py、H2O和TiCl4的反应级数分别为-0.72、0.72和1.86.聚合速率对TiCl4浓度呈接近二级动力学关系,这可能与体系中TiCl4主要以二聚体形式存在有关.聚合转化率和产物分子量均随着反应时间延长而逐渐增大,PS的数均分子量与转化率呈线性增加关系.