结构化纳米Ziegler-Natta催化剂制备超高分子量聚乙烯

用1,4-丁二醇作为络合沉淀剂,通过再结晶活化法将晶型混乱并具有晶格缺陷的纳米级MgCl2晶粒均匀分散在硅胶表面,形成结构化纳米载体.将此载体用于负载TiCl4得到结构化纳米Ziegler-Natta催化剂.研究了醇镁比对载体形貌的影响,以及结构化纳米催化剂用于乙烯聚合的催化特性和产物特点.乙烯淤浆高压聚合结果表明结构化纳米Ziegler-Natta催化剂可用于制备超高分子量聚乙烯,并且温度对催化剂活性和聚乙烯产物的分子量都有很大的影响,在实验条件下催化剂活性可达到1261 kg PE.(molTi)-1.h-1.10-5Pa-1,超高分子量聚乙烯的黏均分子量可达到5.87×106.SEM、DSC和粒径分析等结果表明,结构化纳米催化剂制备的聚乙烯产物结晶度高,在实验考察条件下最高可达到49.5%,而且产物形貌规整,接近球形,平均粒径在68～69μm之间,利于后续的生产加工.     

无机/有机复合载体负载乙酰丙酮铁/双亚胺基吡啶催化剂及其乙烯聚合

采用溶胶-凝胶法,将苯乙烯-丙烯酸共聚物(PSA)包覆于955 Davison硅胶上得到无机/有机复合微球载体,并在2,6-二[1-(2-异丙基苯基亚胺基)乙基]吡啶/Fe(acac)3均相催化剂中浸渍后得到负载型双亚胺基吡啶铁催化剂.该催化剂在生产高结晶度(72%)聚乙烯的同时,还能生产一定量的α-烯烃.考察了不同膜材料以及聚合条件(不同助催化剂,压力,温度,Al/Fe摩尔比)对聚合活性以及聚合产物性能的影响,发现温度对聚合产物的α-烯烃与聚乙烯的质量比影响最大,助催化剂类型既影响催化剂的活性,也对最终产物的性质有着很大的影响.氯化镁处理的PSA作为膜材料时,负载2,6-二[1-(2-异丙基苯基亚胺基)乙基]吡啶/Fe(acac)3所得到聚乙烯分子量较低(Mw=11.9×104),结晶度较大(72%),熔融指数MI较高(2.35 g/10min),可作为双峰聚乙烯中的低分子量部分加以利用.     

核壳结构Ziegler-Natta复合催化剂的制备及其乙烯聚合

采用溶胶-凝胶法,将聚(苯乙烯-co-丙烯酸)(PSA)膜材料和氯化镁的复合物包覆在以硅胶为载体的TiCl3催化剂上,负载TiCl4后制得Ziegler-Natta复合催化剂.采用红外光谱、激光粒度仪和扫描电镜对催化剂进行了表征,结果表明该复合催化剂呈核壳结构.同时,考察了复合催化剂中膜的厚度和反应中的氢气含量对催化剂的聚合活性和聚乙烯性能的影响,实验发现,膜厚约为3μm的核壳结构复合催化剂活性良好,其具有带诱导期的平稳型动力学曲线;膜厚1.5μm的复合催化剂的活性接近于实验所用的以硅胶为载体的TiCl3催化剂,且其具有相似的衰减型动力学曲线.研究同时表明,不同的膜厚能够调节复合催化剂的氢调性能及所得聚乙烯的分子量分布.     

有机/无机复合载体负载复合催化剂用于乙烯聚合时有机载体的作用

采用溶胶-凝胶法,将苯乙烯-丙烯酸(P(S-co-AA))共聚物包覆在以硅胶/MgCl2为载体的TiCl3催化剂(M-1催化剂)上,负载(n-BuCp)2ZrCl2后制得TiCl3/(n-BuCp)2ZrCl2复合催化剂,研究聚合物载体P(S-co-AA)在复合催化剂乙烯聚合中的作用.前期实验结果表明有机载体P(S-c...     

利用拉曼光谱检测丙烯共聚物的性质

采用拉曼光谱检测了7个丙烯共聚物样品,并详细分析了谱图中所有特征峰来源;最终选择2 700～3 100 cm-1作为特征谱段,采用偏最小二乘(PLS)回归的方法分别建立了样品中二甲苯可溶物、乙烯含量及可溶物中乙烯含量与拉曼特征峰相对强度的关联模型。通过预测模型求得的预测含量与真实含量的相关系数(r)均大于0.94,平均相对误差(ARE)均小于5%。还对2 700～3 100 cm-1区域拉曼光谱的第二项PLS成分进行了研究,发现采用PLS回归能够准确、有效地提取出样品的原有信息。为采用拉曼光谱在线检测共聚聚丙烯中的二甲苯可溶物量、乙烯含量及可溶物中的乙烯含量提供了可能性。     

NMR法研究小分子在SiO2/PSA核壳复合颗粒中的扩散行为

以正己烷为探针分子,采用基于常梯度自旋回波序列的核磁共振技术(CFG-NMR)研究了小分子在SiO2颗粒和通过相转化法制备的SiO2/Poly(styrene-co-acrylic acid) (SiO2/PSA)复合颗粒中的扩散行为。根据双位点模型和分子交换的理论,采用两组份指数拟合实验得到的1H CFG-NMR信号衰减曲线,表明正己烷在SiO2颗粒和SiO2/PSA颗粒中具有两个相差一个数量级的扩散系数。在相同的扩散时间下,正己烷在SiO2/PSA颗粒中的两个扩散系数小于其在SiO2颗粒中的两个扩散系数,说明复合颗粒壳层的聚合物膜对正己烷的扩散具有阻碍作用。与此同时,通过改变常梯度自旋回波序列中的扩散时间,发现正己烷在复合粒子中的扩散系数强烈依赖于扩散时间的大小。     

聚乙烯原生态颗粒样品相结构的宽线氢谱分析

本文测定了原生态聚乙烯粒子样品的固体核磁宽线氢谱，并应用三组分（晶相、无定形相以及两者的界面相）分析的方法对谱图进行了分解，从而得到各相质量分率以及相区内分子运动性的信息。对谱图进行三组分解析的依据是：1）结晶相内大分子链运动受阻，对谱线的贡献可用高斯函数描述；2）无定形相内分子运动具有类似液体中的性质因而对谱线的贡献用洛仑兹函数描述；3）两者的界面相内亚甲基绕C-C键的转动部分受阻，用高斯和洛仑兹函数的组合函数进行描述。所选取的聚乙烯粒子包括改变聚合条件的系列单峰线性高密度聚乙烯、双峰高密度聚乙烯以及双峰线性低密度聚乙烯。研究发现，核磁结晶度与WAXD方法所测得的结晶度较为吻合并大大高于DSC方法所测得的结晶度，表明核磁结晶度中仍包含非晶区分子链的贡献。对于改变聚合条件所得到的同一组系列线性高密度聚乙烯，其固体核磁相结构受聚合条件的影响不大，然而核磁结晶相中的“缺陷区”含量受到聚合条件的影响较大。通过单峰线性高密度聚乙烯和双峰高密度聚乙烯的三相结构对比，发现核磁界面相的性质与晶区间系带分子的含量联系紧密，因此将对聚合物的力学性能产生重要影响。     

流化床聚合反应器两种操作模式下乙烯共聚物的链结构与力学性能

采用制备型升温淋洗分级方法,对流化床聚合反应器在持液操作模式和冷凝态操作模式下生产的A、B两种乙烯/1-丁烯/1-己烯三元共聚物进行了分级,并结合多种分析手段对样品及其各级份进行了结构表征,同时测试对比了A、B两种聚乙烯样品的力学性能.结果表明,与冷凝态操作模式生产的聚乙烯样品B相比,持液操作模式下生产的聚乙烯样品A的拉伸屈服强度、拉伸断裂强度、断裂伸长率、冲击强度和雾度都比样品B优异.样品A的低温淋洗级份相对含量低于样品B,而其高温淋洗级份相对含量高于样品B;样品A低温淋洗级份的分子量略低于样品B,而其高温淋洗级份的分子量高于样品B;样品A的薄片晶含量和厚片晶含量都比样品B多,同时样品A的片晶厚度分布比样品B宽;样品A的总支化度以及每个级份的支化度都比样品B高,且样品A的支链在分子链间的分布比样品B宽,即样品A的支链比样品B的支链更倾向于生长在高分子量部分.通过以上表征分析,发现持液操作模式下生产的样品A比冷凝态操作模式下生产的样品B的物理使用性能更加优异,适合制备高性能的拉伸缠绕膜.     

VPO催化氧化正丁烷反应动力学

VPO催化氧化正丁烷制顺酐是目前唯一实现工业化的低碳烷烃选择氧化反应。本文介绍了VPO催化机理和主要的反应网络,综述了国内外反应动力学的研究进展情况。根据人们对正丁烷氧化反应机理的不断认知及动力学模型的完整性,首次将正丁烷氧化制顺酐反应动力学的发展分为探索期、成型期和拓展期三个时期,并阐释了每个时期的特征和典型模型。探索期特征是仅考虑反应物在催化剂表面的吸附行为,成型期特征是充分考虑了产物对反应的抑制作用,拓展期特征是考虑了催化剂氧化度不断变化的动态过程并将不同氧气形式之间的相互变化引入动态模型中。从时空多尺度角度研究动力学和传递之间的相互作用是正丁烷选择氧化反应动力学下一步的研究重点,也是未来动力学研究的发展方向。