聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物的分子结构及性能的研究

本工作用核磁共振(~(13)C-NMR)、示差扫描量热(DSC)、动态力学分析(DMA)和扫描电子显微镜(SEM)等技术研究了将丙烯、乙烯单体两步分段共聚、预期为聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物的合成物(简称为聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物或嵌段共聚物)。结果表明,在嵌段共聚物中含有一定量的、能为正庚烷抽提出来的乙丙无规共聚物(EPR);分段共聚的产物并非预想的PP-b-PE两嵌段共聚物,而是含有多种组分的共混物;形态表征的结果表明了嵌段共聚物为多相体系,EPR和PE形成分散相以球形无规分布于PP基体中。     

用Z-N催化剂分段聚合制备PP/EPR共混物的结构和形态特征

用Ziegler-Natta(Z-N)催化剂MgCl2/TiCl4/BMF-AlEt3(BMF代表内给电子体9,9-二甲氧基甲基芴),采用分段聚合的方法制备了PP/EPR原位共混物,通过改变乙丙共聚的时间调节聚合物中乙烯的含量.使用核磁共振(13C-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、示差扫描量热分析法(DSC)、动态力学分析(DMA)、扫描电子显微镜(SEM)和偏光显微镜(PLM)等研究了聚合物的结构和形态特征.研究发现,分段聚合制备的PP/EPR共混物是一种包括丙烯均聚物、乙丙无规和嵌段共聚物在内的多组分混合物.动态力学的结果显示混合物中聚丙烯与乙丙无规共聚物的玻璃化转变峰出现了内移现象,说明两者呈现部分相容性.扫描电镜的照片表明了聚丙烯基体与乙丙无规共聚物分散相之间的相界面模糊,两相之间的相容性较好.随着聚合物中乙烯含量的增加,分散相出现明显的塑性变形,同时,聚丙烯的结晶形态也发生明显的变化,球晶的尺寸逐渐变小,同时球晶变得不完善.     

乙丙嵌段共聚物的X-射线衍射研究

用大角X-射线衍射(WAXD)方法对按嵌段聚合程序合成的聚丙烯(PP)和乙丙共聚物(EPR)的嵌段共聚物PP-EPR和PP-EPR-PP,以及相应的混合物进行对比研究.乙丙共聚物及其共混物均发现在2θ=20°处存在由EPR中PP链段引起的γ-晶型衍射峰.通过诠释X-射线衍射图,计算结晶度,微晶尺寸和晶格参数等表明,用δ-TiCl_3-Et_2AlCl催化剂获得了嵌段共聚物结构.     

乙烯丙烯嵌段共聚物的合成表征以及结构与性能的研究

第一部分 PP-EPR-PP嵌段共聚物的合成和表征 通过聚丙烯、乙丙共聚物和嵌段共聚物分子量随聚合时间的增大而在间歇加氢下不增大,肯定了本工作所用TiCl_3-Et_2AlCl催化剂有足够长的寿命,有合成嵌段共聚物的可能。由红外光谱确定了向单体和自动离析的链转移反应的存在,分级实验表明在嵌段共聚物中确实含有无规的低分子量的链转移产物,因此生成嵌段杂质是不可避免的。     

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第一部分 PP-EPR-PP嵌段共聚物的合成和表征 通过聚丙烯、乙丙共聚物和嵌段共聚物分子量随聚合时间的增大而在间歇加氢下不增大,肯定了本工作所用TiCl₃-Et₂AlCl催化剂有足够长的寿命,有合成嵌段共聚物的可能。由红外光谱确定了向单体和自动离析的链转移反应的存在,分级实验表明在嵌段共聚物中确实含有无规的低分子量的链转移产物,因此生成嵌段杂质是不可避免的。     

三乙基铝调控的Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂制备聚丙烯催化合金

基于具有"反应器颗粒技术(RGT)"特征的Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂(MgCl2/TiCl4/racEt(Ind)2ZrCl2),以三乙基铝(AlEt3,TEA)和烷基铝氧烷(MAO)分别作为Ti和Zr 2种催化剂组分的助催化剂,利用TEA对茂金属Zr中心在丙烯均聚反应中的阻聚作用,以及乙烯对"失活"中心的活性复原,实现了复合催化剂中茂金属Zr中心在聚丙烯催化合金(丙烯均聚+乙烯/丙烯共聚)过程中的"可逆失活".基于这种方法,以MgCl2/TiCl4/rac-Et(Ind)2ZrCl2为催化剂,TEA/MAO为助催化剂,通过一步法(催化剂和助催化剂一次加入)制备了新型聚丙烯催化合金,聚丙烯基体(PP)选择性地由Ti金属中心生成,而乙丙共聚物(EPR)则有相当大的比例由茂金属Zr中心生成.与完全由Ziegler-Natta催化剂所产生的聚丙烯催化合金相比,新型合金中的EPR共聚序列结构更加无规,同时EPR保持在PP基体中均匀分散.     

聚丙烯催化合金结构表征

用IR、DSC、NMR分析了聚丙烯催化合金中乙丙共聚物的微结构 ,发现在一定条件下合成的乙丙共聚物主要由两部分组成 :无规乙丙共聚物和各种不同序列长度的乙丙嵌段物组成 .加上丙烯均聚物 ,聚丙烯催化合金是一种具有多分散性结构的混合物 .这种特殊的结构是聚丙烯催化合金具有高抗冲性的主要原因     

等规聚丙烯/聚丁烯-1釜内合金的结构与性能

高分子材料的组成、 组分分布及链结构与宏观性能紧密相关. 因此, 分析多组分釜内合金材料的链结构特点与性能之间的关系至关重要. 采用升温淋洗分级的方法对两种采用序贯两段聚合原位合成的等规聚丙烯/聚丁烯-1(iPP/iPB)釜内合金在-30 ℃~140 ℃温度范围进行分级, 采用核磁共振波谱仪、 傅里叶变换红外光谱仪、 差示扫描量热仪和凝胶渗透色谱仪等表征了级分的链结构及序列分布、 热行为、 分子量(M_w)及分子量分布(M_w/M_n)等. 结果表明iPP/iPB合金主要由5种级分组成, 高等规聚丁烯(iPB)为主要组分, 同时含有少量的丁烯-丙烯嵌段共聚物(PB-b-PP)和等规聚丙烯(iPP)等. 随淋洗温度升高, PB-b-PP级分中PP嵌段长度逐渐增加, PB嵌段长度逐渐减小; 在相同的淋洗温度, 合金B的嵌段共聚物级分中PP嵌段较长且结晶较完善; 合金B中iPB组分及嵌段共聚物组分含量较高, 使得合金B具有较高的拉伸强度、 弯曲强度、 优异的抗冲击性能、 较高的维卡软化温度及较快的晶型转变速率.     

聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物和相应共混物的热分析

用DSC研究了预期为聚丙烯-聚乙烯两嵌段共聚物(PP-PE)和相应共混物(PP+PE)在热学性能上的差异。经用不同分子量的PP和PE及其共混物进行试验后发现,由于PP和PE在结晶时出现过冷的难易不同。在共混物降温热分析曲线上,当降温速率较快时仅出现一个放热峰,而降温速率较慢时出现PP和PE各自的结晶放热峰,从而解释了文献中的不同结果。并发现共混物的PP和PE熔融、结晶温度均较组分相同的嵌段共聚物的相应温度为高;嵌段共聚物中PP和PE的△H_f值均低于均聚物的△H_f值,而PE的值降低尤甚。我们认为这与嵌段间的共价键限制嵌段活动和结晶过程有关,从而确认DSC热分析可以作为识别是否为嵌段共聚物的一种方法. 本工作的结果表明,所研究的PP-PE试样具有嵌段结构。     

聚丙烯“催化合金”组成对结晶行为的影响

用示差扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了聚丙烯“催化合金”(PP-cats)组成对等温结晶行为与动力学的影响,并与等规聚丙烯(iPP)进行比较.结果表明,与纯PP相比较,PP-cats的平衡熔融温度明显下降,表明PP-cats中作为主要组分的丙烯均聚物和乙丙无规共聚物之间存在较强的相互作用.PP-cats的结晶初期动力学可用Avrami模型很好地描述,结晶过程均为预先成核和三维生长方式.PP-cats的结晶速率随体系中乙丙共聚物含量的增加而增大,而PP-cats的晶体生长速率随体系中乙丙共聚物含量的增加而减小.由于PP-cats熔体的粘度远高于纯PP,使得PP-cats中PP分子链运动能力降低,导致了PP-cats较低的晶体生长速率.此外,与纯PP相比,PP-cats的成核密度大幅度提高,被认为是PP-cats具有快的结晶速率的主要原因.     

变温红外光谱研究多嵌段聚氨脂脲的微相分离行为

用傅里叶变换红外光谱方法研究了热处理对由聚环氧丙烷聚醚多元醇、３．５－二乙基甲苯二胺和４，４－二苯基甲烷二异氰酸酯组成的多嵌段聚氨酯脲（ＳＰＵＵ）的微相分离行为的影响．从室温逐步升温到３１０℃的过程中，氨基甲酸酯键（ＵＴ）之间形成的氢键大量解离，而脲键（ＵＡ）之间形成的、具有平面状双分叉结构的氢键在１３０～２００℃范围却大量生成；从３１０℃缓慢冷却到室温后，部分游离的ＵＴ重新形成氢键，而硬段之间形成的ＵＡ氢键的含量又有所增加．结果表明：高温热处理可以有效地提高ＳＰＵＵ的微相分离程度．     

Strong influences of cocatalyst on ethylene/propylene copolymerization with a MgCl2/SiO2/TiCl4/diester type Ziegler-Natta catalyst

Using triethylaluminum (TEA), triisobutylaluminum (TIBA) or TEA/TIBA mixtures of molar ratio 75/25, 50/50 and 25/75 as the cocatalyst, five different ethylene-propylene copolymer samples were synthesized by a MgCl₂/SiO₂/TiCl₄/diester type Ziegler-Natta catalyst in a slurry polymerization process. The synthesized copolymers are strongly heterogeneous in chain structure and were fractionated into part of nearly random copolymer and part of segmented copolymer. Both polymerization activity and copolymer structure were found to be markedly changed when the cocatalyst was changed from TEA to TEA/TIBA mixtures or pure TIBA. As the content of TEA in cocatalyst increases, yield of the random part of product increases and the yield of the crystalline segmented copolymer part decreases. There is also a decrease in ethylene content of the whole product with increasing TEA amount. Copolymerization behaviors of the TEA/TIBA mixture activated catalysis systems are not simple superposition of those activated by pure TEA and TIBA. When a 50/50 TEA/TIBA mixture was used as cocatalyst, the copolymerization activity became the highest, and yields of both the random copolymer part and the segmented copolymer part are close to the highest level. On the other hand, both parts of the copolymer produced with a 50/50 TEA/TIBA mixture are relatively more blocky than the products of TEA or TIBA systems, and difference in ethylene content between the random part and the segmented part was the smallest. The segmented copolymer part of three typical samples was further fractionated by temperature-gradient extraction fractionation into fractions of different ethylene content and sequence distribution. Changing TEA content in the cocatalyst exerted strong influences also on the fraction distribution of the segmented part of copolymer.     

聚酯-聚酯多嵌段共聚物序列结构研究

利用对苯二甲酸乙二酯-己内酯多嵌段共聚物质子谱中各官能团的特征共振吸收峰计算证明两种吸收强度关系式反映了软链段和硬链段中相应官能团的数量关系,从而进一步肯定了所提出的链化学结构,在此基础上又直接利用各种官能团对其质子谱中特征吸收峰的强度贡献,计算得到多嵌段共聚物中软硬链段数,软硬链段平均长度,分子量和硬链段重量百分数的表示式。本文最后一部分用三素组的几率计算方法对多嵌段共聚物的质子谱和~(13)C谱分析讨论,所得有关链结构的数量关系是合理的,进一步证实了质子谱的直接计算法。     

单茂钛/MAO体系催化乙烯/丙烯共聚合研究Ⅲ.乙烯/丙烯共聚物的表征与结构分析

采用合成的催化剂五甲基环戊二烯基三烯丙氧基钛 [Cp Ti(OAllyl) 3]与改性甲基铝氧烷 (mMAO)组成催化体系制备乙烯 /丙烯共聚物 .红外分析显示 ,乙醚可溶和己烷可溶两个级分的化学结构几乎相同 .GPC测试结果表明共聚物分子量高 ,分子量分布窄 .X 射线衍射分析 ,大多数样品的图谱为宽的弥散峰 ,表明它们是无规共聚物 ;只有当乙烯含量很高时 ,样品的谱图才有较为尖锐的结晶峰 ,结晶度不高 .经热分析(DSC、TG) ,大多数样品没有出现明显的熔点 ,只有当乙烯含量很高时才显示出熔点 ;共聚物的热稳定性较高 .DMA分析表明 ,共聚物样品中乙烯含量多的 ,其储能模量 (E′)大一些 ;共聚物的玻璃化转变温度随着丙烯链节的增多而升高 .     

2,6-二异丙基苯酚改性负载型Ziegler-Natta催化剂及其乙烯-1-己烯共聚反应

研究了新型的改性负载型Ziegler-Natta催化剂,以期制备出组成分布较窄的乙烯-α-烯烃共聚物.通过2,6-iPr2C6H3-OH与TiCl4/ID/MgCl2型负载型钛催化剂在室温下的反应可将芳氧基接到催化剂表面,制得一种改性的烯烃聚合催化剂M-cat.改性催化剂对乙烯聚合及乙烯-1-己烯共聚反应的催化活性与未改性催化剂相近,但共单体效应较弱.前者共聚物的1-己烯含量低于未改性催化剂的产物,但组成分布较窄,分子量较高,且共聚物的沸腾正庚烷可溶级分的序列分布较接近无规分布.三异丁基铝为助催化剂所得聚合活性高于甲基铝氧烷活化的体系.改性催化体系的活性中心分布与未改性体系相比有明显的差别.     

COMPOSITIONAL HETEROGENEITY OF ETHYLENE OXIDE-BUTYLENE TEREPHTHALATE SEGMENTED COPOLYMER*

A series of ethylene oxide-butylene terephthalate (EOBT) segmented copolymers with differentsoft segment length and hard segment content were synthesized. The compositional heterogeneity was studiedby solvent extraction. The results show that the compositional heterogeneity increases when soft segmentlength and hard segment content increase. The compositional heterogeneity is also reflected in thecrystallization behavior and morphology of soft and hard segment in EOBT segmented copolymer. The morecompositional heterogeneous the EOBT segmented copolymer is, the more different the morphology and thecrystallization behavior between separated fractions. Compared with ethylene oxide-ethylene terephthalate(EOET) segmented copolymer, compositional heterogeneity in EOBT segmented copolymer is weaker. Butthe compositional heterogeneity in EOBT segmented copolymer with long soft segment and high hardsegment content is still obvious.     

丙烯/1-丁烯和丙烯/乙烯无规共聚物的表征及性能研究

采用摩尔含量接近的两个单体乙烯和1-丁烯分别无规共聚聚丙烯样品,用三氯苯进行室温可溶物和不溶物的分离,采用凝胶渗透色谱、13C核磁共振波谱及热分析等方法对两种共聚聚合物及其分离物进行表征,探讨了乙烯和1-丁烯作为共聚单体对聚丙烯树脂结构和性能的影响.结果表明,与乙烯相比,1-丁烯更趋向于共聚在较长的聚丙烯分子链上,其结果导致丙烯/1-丁烯无规共聚聚丙烯的可溶物含量更低.同时,对两种无规共聚物结晶性能的差异以及对光学性能和动态力学性能的影响研究表明,如果共聚单体含量接近,丙烯/1-丁烯无规共聚物结晶度更高;透明制品雾度相同时,丙烯/1-丁烯无规共聚物的刚性更高.     

Préparation et Étude Physico-chimique de Quelques Copolyamides Aromatiques Séquencés. II. Preuves de I'Existence de Séquencés dans les Copolycondensats

In order to prove a block structure, copolyamides synthetized by a two-stage low-temperature solution polycondensation process were extracted by suitable solvents. The fractions obtained were characterized by various physicochemical techniques. In particular, the presence of insoluble segments in the fractions containing soluble homopolyamide was revealed by means of thermogravimetry and infrared     

Characterization of the microstructure of impact polypropylene alloys by preparative temperature rising elution fractionation

Two polypropylene alloys (Samples A and B), as impact polypropylene (PP) with similar ethylene contents and melt indices but different impact properties at low temperatures, are fractionated into eight fractions using preparative temperature rising elution fractionation. The microstructure of the original samples and their fractions are studied using high-temperature gel permeation chromatography, Fourier transform infrared spectroscopy, ¹³C nuclear magnetic resonance spectroscopy, and differential scanning calorimetry. The results indicate that the two alloys are mainly composed of four portions: ethylene–propylene random copolymer (EPR), ethylene–propylene segmented copolymer, ethylene–propylene block copolymer, and propylene homopolymer. Sample A contains more EPR and more fractions with higher isotacticity eluted at 120 and 140 °C than Sample B. The difference in the microstructure distributions of both PP alloys results in observable differences in their mechanical properties: Sample A has better impact toughness and possesses higher rigidity than Sample B. Sample A also exhibits better balance between toughness and stiffness.     

聚砜、聚二甲基硅氧烷、聚对羟基苯乙烯三元多嵌段共聚物的形态结构

利用动态力学分析（ＤＭＡ）．透射电子显微镜（ＴＥＭ）和小角Ｘ 光光散射（ＳＡＸＳ）对聚砜（ＰＳＦ）、聚二甲基硅氧烷（ＰＤＭＳ）和聚对羟基苯乙烯（ＰＨＳ）三元多嵌段共聚物ＰＳＦ—ＰＤＭＳ—ＰＨＳｎ的形态结构进行了研究．结果表明，ＰＳＦ—ＰＤＭＳ—ＰＨＳｎ的形态结构出现了许多新的现象，除具有微相分离的基本特征外，还出现双连续相双分散相的特征．在适当的嵌段长度和组成下，通过ＴＥＭ观察到一种新的特殊形态 蜂窝状形态结构，并在嵌段共聚物两相界面处直接观察到非常清晰的界面相．同时，对该形态的形成过程作了初步讨论．