茂金属催化剂的负载化

负载化是茂金属催化剂发展的一个新方向。本文系统地描述了茂金属负载化催化剂的主要制备方法;分析了活性中心的本质、结构以及生成机理;并且讨论了负载化对茂金属催化剂烯烃聚合性能的影响。     

负载型茂金属烯烃聚合催化剂有机载体研究进展

综述了近年来各种有机载体负载茂金属催化剂的负载方法,介绍了有机载体型茂金属催化剂的特点、负载方式、负载化对催化烯烃聚合性能和聚合物性能的影响。目前还不能完全解释清楚有机载体对聚烯烃形态以及聚合活性的影响效果。在有机载体合成方面,可以通过高分子工程,进行有机载体的设计,将茂金属催化剂负载到有机载体上,进一步提高有机载体型茂金属催化剂的活性、改善有机载体的形态和结构,将会推进有机载体负载型茂金属催化剂的工业化开发。     

新型聚合物载体茂金属催化剂

均相茂金属催化剂虽然有许多优点和特点,但也存在着某些不足之处,例如,不适于现在通用的气相和淤浆聚合工艺;要想达到足够的聚合活性需大量价格昂贵的MAO;相当多的均相茂金属催化剂不适于高温聚合（活性降低,分子极低）,不能很好地控制聚合物的形态,为了在工业上得到实际应用,必须将它们载体（非均相）化。通常采用的载体都是无机物,如SiO2、MgCl2、Al2O3等。由于无机载体表面具有酸性,负载茂金属催化剂活性有所降低,用聚合和作茂金属催化剂的载体很少有报道,我们研制了一种新型的聚合物载体茂金属催化剂,即可保持均相茂金属催化特点和优点,又能克服其缺点。其合成路线如下。     

负载型烯烃聚合催化剂合成的新方法

介绍了负载型烯烃聚合催化剂合成的新方法,探讨了不同载体负载的Ziegler- Natta催化剂各组分之间的相互作用机理及活性中心的形成途径。对负载茂金属催 化剂的新型载体及新的负载方法进行了评述。     

烷基铝对球形MgCl_2负载的茂金属催化剂催化乙烯聚合的影响

以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂的茂金属催化剂虽然具有催化活性高、分子量分布窄、聚合物化学组成均匀等优点,但其极高的Al/Zr比和聚合物颗粒形态差等缺点限制了其工业化应用,因此对茂金属催化剂的负载化成为近年来的研究热点.在众多的载体中,球形MgCl2是研究得很少的一类载体,文献中曾采用先负载主催化剂茂金属配合物,聚合时再加入助催化剂MAO的方法[1],由于加入的MAO与主催化剂的络合能力很强,会使部分载上的主催化剂溶解下来,成为均相聚合[2,3],导致聚合物颗粒形态差,且粘釜现象严重.我们则采用相反的思路,即先将助催化剂MAO负载在球形MgCl2上,制得MgCl2/MAO,在聚合前再将MgCl2/MAO与Et[Ind]2ZrCl2混合陈化,并立即在少量烷基铝活化下引发乙烯聚合[4],实验结果表明,该催化剂聚合活性高、聚合物的颗粒形态好、且不粘釜,是一种新型的载体催化剂.由于烷基铝的加入可使催化剂的活性大幅度提高,所以本文将烷基铝也称作助催化剂,来研究其对该载体催化剂催化乙烯聚合的影响.     

苯乙烯-4-乙烯基吡啶无规共聚物/SiO2纳米杂化材料负载茂钛催化剂的制备及苯乙烯聚合

均相茂金属催化剂的非均相化已成为高分子化学领域一个新的研究热点. 该催化剂负载于不溶性的载体上, 形成的负载型催化剂既有均相催化剂单一活性特点（如金属原子利用率及催化活性高、反应快、条件温和及分子量分布窄）, 又兼有非均相催化剂的优点（产物易于分离, 可用于淤浆聚合、气相聚合或本体聚合来制备几何形状均一的聚合物）[1]. 由于无机和有机载体都有某些特殊优点和一些弊端, 故将无机和有机载体复配, 以得到性能优越的复合载体已成为催化剂载体研究的一个重要方向.     

修饰Al2O3负载的烯基取代茂金属催化体系催化乙烯聚合的研究

经过十几年的研究和开发,茂金属催化剂已经有了很大的发展,部分已经工业化,同时新的茂金催化体系仍然在不断地开发出来［１～４］．均相烯烃聚合催化剂经负载后能有效地改善所得聚合物的颗粒形态,并可用于气相聚合,同时也出现了许多新的聚合特征,这方面的研究一直是烯烃聚合催化剂研究领域的一个热点［５～８］．在负载型催化剂的制备时,通常用ＭＡＯ先对载体进行处理,然后再负载茂金属,这样ＭＡＯ的用量就很大．茂环上的取代基对聚合有较大的影响,许多聚合规律仍在探索之中．尽管硼化合物作为助催化剂的茂金属催化体系已经被应用…     

负载双核茂金属催化剂催化乙烯聚合反应动力学研究

以SiO2为载体,制备了负载的双核茂金属[（η5-C5H5）Zr Cl2]2[μ,μ-（SiMe2）2（η5-allyl C5H2）2]/MAO/SiO2催化剂,以己烷为溶剂进行了淤浆条件下乙烯聚合反应,研究了扩散因素、乙烯聚合压力和聚合温度对乙烯淤浆聚合动力学参数的影响,测定了聚合反应级数和表观活化能,采用动力学和相对分子质量法计算了负载催化剂的活性中心浓度,并对链增长速率常数等动力学参数进行了计算.结果表明,以负载双核茂金属催化剂催化乙烯淤浆聚合反应速率对单体浓度呈1.11级依赖,反应活化能Ea为72.47 kJ/mol,活性中心浓度C＊为0.33 mol/mol,链增长速率常数Kp为1.06×106L.（mol.h）-1.     

一段反应法制备宽/双峰聚乙烯催化剂的研究进展

阐述了采用一段反应法制备宽/双峰聚乙烯催化剂的研究开发进展,并根据催化剂的组成和结构,将催化体系归纳为复合催化剂和单组分催化剂.复合催化剂包括茂金属/Ziegler-Natta复合催化剂、不同茂金属复合催化剂、铬系/Ziegler-Natta复合催化剂、茂金属/后过渡金属复合催化剂、非茂单活性中心/茂金属复合催化剂、非茂单活性中心/Ziegler-Natta复合催化剂和不同后过渡金属复合催化剂.复合催化剂中多活性组分具有不同的链增长、链转移、链终止速率常数,从而在聚合反应中得到不同相对分子质量的聚合物,导致其相对分子质量分布加宽,因而复合催化剂可用于一段反应法制备宽/双峰聚乙烯.单组分催化剂包括单核茂金属催化剂、多核茂金属催化剂、后过渡金属催化剂及其它单组分催化剂.单组分催化剂可用于一段反应法制备宽/双峰聚乙烯,其催化机理是中心金属原子与主配体、辅配体、助催化剂、其它添加剂及载体形成了多种活性中心.     

MgCl_2/AlEt_n(OEt)_(3-n)负载单茂钛催化剂催化乙烯聚合研究

以MgCl2/AlEtn(OEt)3-n为载体,分别负载五甲基茂基三氯化钛(Cp*TiCl3)和五甲基茂基三苄氧基钛(Cp*Ti(OBz)3),得到两种负载催化剂,在较廉价的AlEt2Cl为助催化剂常压下可以高效地催化乙烯聚合.报道了载体的制备、聚合条件(不同的烷基铝助催化剂、聚合温度、铝钛摩尔比)对催化剂的聚合行为以及聚合物结构的影响.研究结果表明,两种负载催化体系对乙烯聚合具有较高的催化活性,可达105g PE/(molTi·h)数量级,所得聚乙烯的黏均分子量在105以上.经过13C-NMR和DSC分析,两种负载催化剂得到的均为线型聚乙烯.与均相催化剂相比,负载后的单茂钛催化体系的聚合反应动力学表现高效而平稳.这表明载体的微孔结构使活性中心得到了有效的分散,有效地提高了催化剂的活性,同时载体的受限空间有效抑制了聚乙烯增长链的β-H消除反应.     

三氟化硼修饰载体负载茂金属催化乙烯聚合

用BF3对载体硅胶和氧化铝进行了表面修饰,考察了修饰的载体负载茂金属催化剂后催化乙烯聚合的特性.研究表明,用BF3修饰过的载体负载二氯二茂锆催化乙烯的聚合,聚合活性有较大提高,具有工业应用前景,并且提出了这一催化体系的负载机理.     

聚丙烯接枝马来酸酐/SiO_2复合载体型钛催化剂及其聚乙烯的形态研究

扫描电子显微镜(SEM)是研究材料形态、形貌的强有力工具,并广泛用于载体催化剂的研究[1～4].在工业化的烯烃聚合催化剂中,通常需要首先进行负载化,由于无机和有机载体各自具有特殊的优点并存在一些不利因素,如何利用不同类型载体进行复配获得性能优良的复合载体,已成为烯烃聚合催化剂载体化研究的一个重要方向.本工作合成了聚丙烯接枝马来酸酐(PMA)/SiO2复合载体,负载了TiCl4作为烯烃聚合催化剂,既可以避免由纯无机物为载体而引入过多的无机灰分,又能克服仅用聚合物为载体而造成的负载率不高的缺点,同时保持了无机载体固有的刚性和聚合物载体官能团多分布性的特点.该类复合载体制备工艺简单,原料易得,成本较低.为获得复合载体化催化剂形态及其对聚合产物形态影响的信息,我们采用扫描电子显微镜(SEM)跟踪催化剂和聚合物的形态,本文将报道该研究的初步结果.     

有机/无机复合载体负载茂金属催化剂的制备和乙烯聚合

苯乙烯/丙烯酰胺共聚物;SiO2载体;有机/无机复合载体负载茂金属催化剂的制备和乙烯聚合     

α-Ti(HPO_4)_2微球负载型催化剂的合成及其烯烃聚合催化性能（英文）

2种茂金属催化剂及1种后过渡金属催化剂分别被固载于经过甲基铝氧烷处理后的α-Ti(HPO_4)_2微球表面,制备得到3种微球负载型催化剂。在烯烃聚合反应过程中,3种负载型催化剂均表现出比硅胶负载型催化剂更高的催化活性。2种茂金属负载型催化剂在乙烯、丙烯聚合反应中的活性分别高达6.8×10~7 gPE·(molZr·h)~(-1)和5.0×10~7 gPP·(molZr·h)~(-1),所产生的烯烃聚合产物分子量分布较窄(Mw/Mn2.3),表现出良好的单中心催化特性,而且丙烯聚合产物的等规度高达96.5%。负载型后过渡金属催化剂在乙烯聚合反应中的活性稍低,但也能够达到8.3×10~6 gPE·(molFe·h)~(-1)。3种负载型催化剂催化烯烃聚合产物均成微球型,能够很好地复制载体的形貌。     

聚丙烯催化剂的聚合机理研究进展

评述了自二十世纪五十年代至今近五十多年聚丙烯催化剂的几个重要发展阶段,着重介绍两类(单活性中心与多活性中心)三种聚丙烯催化剂,即Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂和后过渡铁金属催化剂催化丙烯聚合的机理。     

聚丙烯接枝马来酸酐/SiO_2复合载体型钛催化剂制备及表征

可用于负载烯烃聚合催化剂的材料很多,目前无机载体以SiO2和MgCl2最为普遍.但SiO2和MgCl2容易出现团聚现象,特别是由于SiO2表面羟基分布不均匀,会造成载体局部区域的催化剂浓度过大,活性中心过于集中,对烯烃共聚合时共聚单体的分布不利[1].聚合物载体由于表面的官能团分布均匀及分布密度可调,负载后的催化体系对氧、水的稳定性增加.但聚合物载体制备较为复杂,且用研磨法得到的载体颗粒形态及分布不易控制,用于高温聚合时容易破裂.由于无机和有机载体各自具有某些特殊的优点,可以进行互补克服某些不利的因素,因而怎样利用不同类型载体的复配,得到性能优良的复合载体,已成为烯烃催化剂载体化研究的一个重要方向.本文制备了聚丙烯接枝马来酸酐(PMA)/SiO2复合载体,制备了负载化TiCl4烯烃聚合催化剂,其既可以避免由纯无机物为载体而引入过多的无机灰分,又可以避免仅用聚合物为载体而造成的负载率低的缺点,同时保持了无机载体的刚性和聚合物载体官能团的多分布性.     

载体茂金属用于原位聚合反应制备LLDPE研究

以Ti(OR) 4为二聚催化剂 ,以载体茂金属催化剂为共聚合催化剂 ,以烷基铝为唯一助催化剂 ,在乙烯为聚合单体的条件下原位聚合制备LLDPE ,成功地解决了两种催化剂之间的相互干扰的问题 ,该催化剂体系具有聚合活性高 ,所得聚合物密度低 ,聚合物形态可调节等优点     

聚合物负载金属纳米粒子型核壳结构催化剂的研究

核壳结构聚合物负载型催化剂因其载体材料独特的结构、形貌和性质而具有优异的催化活性,成为了催化化学领域研究的热点。本文综述了聚合物负载金属纳米粒子型核壳结构催化剂,包括球形聚合物刷负载金属纳米粒子、聚合物中空微球负载金属纳米粒子、聚合物实心微球表面包覆金属纳米粒子等类型催化剂的制备及其相应的催化性能,强调了各类载体的组成和结构特点对催化活性及其稳定性的影响。最后总结了该类催化材料的优势和不足,并对其性能和应用进行了展望。     

α-Ti(HPO_4)_2负载型茂金属催化剂的合成及其催化乙烯聚合性能

将茂金属催化剂Cp_2ZrCl_2负载在层状材料α-Ti(HPO_4)_2上,研究了负载型茂金属催化剂α-Ti(HPO_4)_2/MAO/Cp_2ZrCl_2对乙烯的聚合行为,并将其与以硅胶为载体的负载型茂金属催化剂SiO_2/MAO/Cp_2ZrCl_2的催化性能及MAO/Cp_2ZrCl_2的均相催化性能相比较.结果发现,在相同聚合条件下,α-Ti(HPO_4)_2/MAO/Cp_2ZrCl_2对乙烯的聚合催化活性更高,且聚合产物的相对分子质量更高.α-Ti(HPO_4)_2具有作为茂金属催化剂载体的潜在应用价值.     

双组分茂金属催化剂催化乙烯聚合的研究

选择能形成支链的不对称桥联茂金属化合物Me2 C[(Cp) (Ind) ]ZrCl2 和非桥联的不同结构的茂金属化合物二氯二 (烯基取代环戊二烯 )锆如 ( Cp) 2 ZrCl2 ,(Cp) 2 ZrCl2 和 (Cp) 2 ZrCl2 ,以MAO为助催化剂 ,分别组成三组双组分茂金属催化剂的催化体系 ,催化乙烯聚合 .结果表明 ,两类催化剂组成的双组分茂金属催化体系催化乙烯聚合能得到支化的宽分子量分布的聚乙烯 ;聚合温度和改变两种茂金属催化剂的摩尔比对催化活性和分子量有很大影响 .因此可以利用改变双组分茂金属催化剂的摩尔比例和聚合温度来调控聚合物的分子量和分子量分布 .改变两种茂金属催化剂的摩尔比和聚合温度也能使聚合物的结晶度发生改变