本体聚合法制备高分子减阻剂的特性黏数研究

采用本体聚合法,以TiCl_4/Al(i-Bu)_3为复合催化剂,α-烯烃为单体,合成了α-己烯/α-十二烯二元聚合物(简称高聚物),考察了反应条件对高聚物特性黏数的影响及高聚物共混对共混物特性黏数的影响。实验结果表明,在较佳的高聚物合成条件(主催化剂TiCl_4用量0.08 g、反应温度-5℃、V(α-己烯):V(α-十二烯)=1:3、助催化剂Al(i-Bu)_3用量0.10 mL、反应时间48 h)下,高聚物的特性黏数达到11.10 dL/g;加入少量二苯基二甲氧基硅烷可增大高聚物的特性黏数;共混物的特性黏数均大于单一高聚物的特性黏数;以TiCl_4/Al(Et)_3/Al(i-Bu)_3为复合催化剂时可提高高聚物的特性黏数。XRD和IR表征结果显示,合成的高聚物为结晶度较低的柔性α-烯烃聚合物。     

高分子减阻剂共聚物的合成与表征

采用本体聚合法,以TiCl4／MgCl2-Al(i-Bu)3 为催化剂对1-辛烯/1-十二烯的长链α-烯烃进行共聚,考察不同的聚合条件对减阻率的影响,来提高二元聚合物的减阻率,最终确定最佳工艺条件。聚合物环道减阻测试的结果表明,当1-辛烯在反应物中体积分数为33%左右时,减阻率高达52.3%,通过凝胶色谱、1H-NMR、IR等方法对聚合物进行表征,证明用该方法可以制得重均相对分子质量为6.58×106 ,数均相对分子质量为2.41×106,相对分子质量分布宽度指数为2.73的原油用聚合物减阻剂,聚合较完全。     

采用茂金属催化剂制备乙烯-1-辛烯共聚物及其性能研究

采用自制单茂金属催化剂MXC,经Al(i-Bu)_3和[Ph_3C]~+[B(C_6F_5)_4]~-活化后对乙烯和1-辛烯进行了催化共聚,利用核磁共振碳谱(~(13)C-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热法(DSC)考察了聚合条件对催化剂催化性能的影响,对比了共聚物样品以及进口韩国SK公司的聚烯烃弹性体(POE)产品。结果表明:共聚物样品与SK公司的POE产品在~(13)C-NMR中有相似的吸收峰,组成及聚集态结构相近;随催化剂Al/Ti比(摩尔比,下同)减小,催化活性增加,共聚物的重均相对分子质量(■_w)先减小后增大;聚合温度从90℃升高至130℃,催化活性降低,共聚物的相对分子质量减小,相对分子质量分布指数(PDI)变宽;当Al/Ti比为300时,共聚物■_w由24.36×10~4降至9.87×10~4;当Al/Ti比为150,聚合温度为110℃时,催化活性达到11.77×10~6g/(mol·h),共聚物■_w,PDI,熔融温度、结晶度依次为10.05×10~4, 3.14, 76.95℃, 2.27%,1-辛烯插入率达到13.2%。     

硅桥联茂金属催化1-癸烯聚合的研究

用硅桥联茂金属催化体系rac-Me_2Si(1-Ind)_2ZrCl_2/Al(i-Bu)_3/[Me_2NHPh]~+[B(C_6F_5)_4]~-催化1-癸烯聚合,考察了茂金属浓度、Al/Zr摩尔比、B/Zr摩尔比、反应温度、反应时间对聚合产物性能的影响。结果表明:在Zr/1-癸烯摩尔比为4×10~(-5)、Al/Zr摩尔比为80、B/Zr摩尔比为1.2、反应温度为80℃、反应时间为1h的条件下,1-癸烯的转化率达到97.6%,运动黏度(100℃)为599.4mm~2/s,黏度指数为285,倾点为-26℃,数均相对分子质量为12 608,相对分子质量分布为1.86。同时结合聚合反应机理和催化剂微观构型,对比分析了硅桥联茂金属催化体系rac-Me_2Si(1-Ind)_2ZrCl_2/Al(i-Bu)_3/[Me_2NHPh]~+[B(C_6F_5)_4]~-与亚乙基桥联茂金属催化体系rac-Et(1-Ind)_2ZrCl_2/Al(i-Bu)_3/[Me_2NHPh]~+[B(C_6F_5)4]~-在催化1-癸烯聚合方面的不同表现,表明无论是从催化剂的活性还是从产物相对分子质量来看,硅桥联茂金属催化剂的性能明显优于亚乙基桥联催化剂。最后釆用全自动反应量热仪进行放大反应,得到此反应的聚合反应热为61.8kJ/mol。     

乙烯/1-十二烯共聚物的制备及减阻性能评价

采用溶液聚合法,以TiCl4/MgCl2为主催化剂、Al(i-Bu)3为助催化剂、乙烯和1-十二烯为聚合单体、正己烷为溶剂,制备了二元聚合物减阻剂。室内环道减阻性能评价结果表明,在1L反应釜内,1-十二烯和正己烷总体积为600mL、聚合温度为-2℃时,最优共聚条件为主催化剂用量0.4g、n(Al)/n(Ti)=80、V (1-十二烯)/ V (正己烷)=2/3、m(1-十二烯)/m(乙烯)=912,合成的聚合物减阻率为45.45%。采用13C-NMR、XRD对聚合物结构和结晶度进行表征,结果表明,乙烯单体的引入使聚合物的结晶性明显降低,有助于提高减阻剂在油品中的有效浓度,降低减阻剂溶液的用量。     

聚醋酸乙烯酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成及其表征

报道了醋酸乙烯酯与甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚的一条新路径。用含碘端基的聚醋酸乙烯酯PVAc-I (M_n=2 000,M_w/M_n=1.26)作大分子链转移剂,90℃时在偶氮二异丁腈作用下使醋酸乙烯酯与甲基丙烯酸甲酯发生衰减链转移自由基聚合,产物收率大于70%。GPC图和~1H NMR结果表明,所得产物为聚醋酸乙烯酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物,该共聚物具有较窄的相对分子质量分布(M_w/M_n=1.5)。     

聚烯烃弹性体相对分子质量与特性黏数及熔体流动速率的关系

采用GPC,黏度测试等方法对不同共聚单体的聚烯烃弹性体试样进行了表征,利用Mark-Houwink公式和修正的泊肃叶定律建立了M_w与特性黏数([η])、熔体流动速率(MFR)的定量关系模型。实验结果表明,对于辛烯含量38%～47%(w)的乙烯/1-辛烯(E-O)共聚物,己烯含量28%～43%(w)的乙烯/1-己烯(E-H)共聚物,丁烯含量22%～45%(w)的乙烯/1-丁烯(E-B)共聚物,由[η]计算M_w的公式分别为:M_(w E-O)=72.05[η]~(1.042),M_(w E-H)=67.62[η]~(1.028),M_(w E-B)=56.15[η]~(1.041);由MFR计算M_w的公式分别为:M_(w E-O)=130.89MFR~(-0.201),M_(w E-H)=121.69MFR~(-0.213),M_(w E-B)=76.91MFR~(-0.233);由MFR计算[η]的公式分别为:[η]_(E-O)=1.773MFR~(-0.192),[η]_(E-H)=1.771MFR~(-0.207),[η]_(E-B)=1.353MFR~(-0.224)。     

用TiCl_4修饰非茂金属催化剂制备宽相对分子质量分布的聚乙烯

将TiCl_4与CpTi(dbm)Cl_2非茂金属催化剂(Cp表示环戊二烯基,dbm表示二苯甲酰甲烷)通过原位反应负载到MgCl_2-SiO_2复合载体上,制备了一种新型双中心非茂金属催化剂TiCl_4-CpTi(dbm)Cl_2-MgCl_2-SiO_2(简称Ti/dbm-Ti)。通过调节TiCl_4与CpTi(dbm)Cl_2的配比,可以达到增宽聚乙烯相对分子质量分布的目的。在H_2压力0.15MPa、总压力0.80MPa、聚合温度70℃、聚合时间1h、1-己烯80mL、正己烷1L的条件下,用n(TiCl_4):n(CpTi(dbm)Cl_2)=1:10的Ti/dbm-Ti催化剂催化乙烯与1-己烯共聚时,催化活性为4.05×10~6g/(mol·h),共聚物的相对分子质量分布可达17.22,达到了提高共聚物加工性能的目的。     

单茂膦亚胺钛配合物催化乙丙共聚及其共聚物在改善润滑油黏度指数中的应用

以甲基铝氧烷(MAO)和有机硼化物为助催化剂,分别采用两种单茂膦亚胺钛配合物PT1和PT2为主催化剂进行乙烯丙烯共聚,利用GPC,IR,~(13)C NMR,DSC,WXRD等方法分析了聚合条件对催化活性、乙丙共聚物的相对分子质量及其分布、序列结构及分布等的影响,探讨了所得乙丙共聚物用于润滑油黏度指数改进剂的可行性。实验结果表明,以MAO为助催化剂,单茂膦亚胺钛配合物催化乙丙共聚活性均在10~6 g/(mol·h)以上,PT2为主催化剂时,聚合活性最高可达到7.2×10~6g/(mol·h)。单茂膦亚胺钛配合物耐温性良好,高温下仍具有单活性中心特征,同时氢调敏感性较佳。单茂膦亚胺钛配合物催化所得乙丙共聚物为无规共聚物,相对分子质量分布窄(M_w/M_n=1.75),具有很好的增稠性能、高温抗剪切性能及低温流动及泵送性能,可用作黏度指数改进剂。     

亚环烷基桥联茂金属催化乙烯与α-烯烃共聚合的研究

采用两种亚环己基桥连的茂金属催化剂[(CH_2)_5C](t-BuCp)_2ZrCl_2(Ⅰ)、[(CH_2)_5C](t-BuCp)_2TiCl_2(Ⅱ),在助催化剂甲基铝氧烷的活化下,研究了乙烯与α-烯烃共聚合反应,考察了催化剂的结构对产物性能的影响。相同条件下,催化剂Ⅰ的共聚活性略高于催化剂Ⅱ。随着共聚单体浓度的增加,乙烯与1-己烯、1-辛烯共聚均可产生共单体效应,共聚物的熔点和结晶度均随共聚单体浓度的增加而降低。     

α-己烯/α-辛烯/α-十二烯三元聚合物特性黏数研究

采用本体聚合法,以TiCl4/Al(Et)3为复合催化剂、α-烯烃为单体,合成α-己烯/α-辛烯/α-十二烯三元聚合物,考察反应条件对聚合物特性黏数的影响。采用FT-IR,1HNMR,XRD等表征手段对聚合物结构进行表征。结果表明,在主催化剂TiCl4用量0.095 g、助催化剂Al(Et)3用量0.12 mL、聚合温度－3 ℃、V（α-十二烯）∶V（α-辛烯）∶V（α-己烯）为4∶2∶1（单体总体积40 mL）、聚合时间48 h的最佳聚合条件下,聚合物的特性黏数达到15.40 dL/g。表征结果表明:聚合物可以看成是拟合成的物质,经乙醇洗涤后可以得到基本不含单体的烯烃聚合物;合成的聚合物为结晶度较低的α-烯烃聚合物。     

1,5-己二烯交联烯烃聚合物的合成及其抗剪切稳定性

以金属配合物为催化剂、1,5-己二烯为交联剂,采用本体聚合法合成了交联超高相对分子质量烯烃类聚合物(简称交联聚合物)。用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色潜表征交联聚合物的结构和相对分子质量。用旋转黏度计和超声波仪研究了1,5-己二烯用量对交联聚合物溶液表观黏度的影响及交联聚合物的相对分子质量对交联聚合物溶液抗剪切稳定性的影响。实验结果表明,在最佳聚合条件(单体80mL、助催化剂0．4mL、CS-1催化剂0．090g、1,5-己二烯0．40mL、0℃、24 b)下所合成的交联聚合物的重均相对分子质量为7．7×106,数均相对分子质量3．6×106。加入少量1,5-己二烯能提高交联聚合物的抗剪切能力,同时也能提高交联聚合物的相对分子质量。交联聚合物的相对分子质量越大,抗剪切稳定性越好。1,5-己二烯用量约为0．1 mL时(单体40 mL),交联聚合物溶液的表观黏度达到最大值(16．8 mPa·s)。     

Synthesis of Polyalphaolefins on AlCl3/TiCl4 Catalyst

The oligomerzation reactions on different catalysts were investigated and discussed. 1-Octene, 1-decene, 1-dodecene, a mixture of olefins (with a mass ratio of w(1-octene): w(1-decene):w(1-dodecene) equating to 30:40:30), and the products from paraffin cracking were oligomerized on the AlCl3/TiCl4 catalyst. The results indicated that the AlCl3 catalyst led to severe coking reaction. With an increase in carbon number of alpha-olefins, the freezing point of oligomers increased and the kinematic viscosity decreased. The oligomers formed from the mixed olefins and the paraffin cracking products showed higher kinematic viscosity. Normal paraffins contained in the cracked products could increase the freezing point of oligomers. Furthermore, the distillation range of oligomers obtained from the cracked products was close to those of oligomers originated from 1-octene and 1-decene, while the oligomers obtained from the mixed olefins and 1-dodecene had similar distillation ranges.     

Ziegler-Natta/非茂双金属催化剂制备宽相对分子质量分布聚乙烯

以S iO2为载体,将Z ieg ler-Natta(Z-N)催化剂和非茂催化剂的活性组分负载在同一载体上,制得S iO2负载型Z-N/非茂双金属催化剂;研究了双金属催化剂催化乙烯聚合的动力学规律,考察Zr的负载量、n(T i)∶n(Zr)对双金属催化剂催化活性和聚乙烯产物的影响。实验结果表明,双金属催化体系中同时存在两类性质不同的活性中心,两类活性中心之间存在着协同效应;控制Zr的负载量和n(T i)∶n(Zr),可在保持较高催化活性的同时,得到宽相对分子质量分布和高熔流比的聚乙烯;采用Zr的质量分数为2.08%、n(T i)∶n(Zr)=4.45的双金属催化剂,在氢分压为0.2M Pa、总压为0.8M Pa、聚合温度为70℃、n(A l)∶n(T i+Zr)=200的条件下催化乙烯聚合时,其催化活性(每摩尔T i和Zr每小时产生的聚乙烯的质量)为4.30×105g/(m ol.h),聚乙烯的相对分子质量分布可达17.22,熔流比可达89.93。     

聚丙烯催化剂制备的高乙烯含量无规共聚物的表征

采用聚丙烯催化剂(NDQ,C1,C2)制备了高乙烯含量的无规共聚物,并利用IR,13C NMR,DSC,GPC,SEM等方法对制得的无规共聚物进行了结构和性能表征。表征结果显示,在相同聚合条件下,采用NDQ催化剂制得的无规共聚物中的乙烯含量低于C1或C2催化剂制得的无规共聚物,而乙丙橡胶相含量则高于C1或C2催化剂制得的无规共聚物。NDQ催化剂制得的无规共聚物具有较低的熔融温度和结晶温度,相对分子质量分布较窄,且低相对分子质量部分含量较少,具有较好的加工性能和机械性能。     

双膦胺镍-甲基铝氧烷体系催化苯乙烯聚合

研究了具有新型结构的双膦胺镍配合物N,N-双(二苯膦基)-对甲氧基苯胺二氯化镍-甲基铝氧烷(PNP-N i-MAO)催化体系对苯乙烯聚合的催化性能,考察了聚合温度、n(A l)∶n(PNP-N i)、PNP-N i的浓度和苯乙烯的浓度对催化活性、苯乙烯转化率、聚苯乙烯相对分子质量及其分布的影响,并用核磁共振和凝胶色谱对聚苯乙烯的结构进行了表征。实验结果表明,在聚合温度25℃、聚合时间1h、n(A l)∶n(PNP-N i)=300、c(苯乙烯)=2.3m ol/L、c(PNP-N i)=0.4mm ol/L、甲苯为溶剂的适宜条件下,苯乙烯的转化率可达95%以上,催化活性达到5×105g/(m ol.h)左右。核磁共振和凝胶色谱表征结果显示,所得聚苯乙烯为无规结构,重均相对分子质量约为1×104,相对分子质量分布Mw/Mn约为2。     

MgCl_2-SiO_2复合载体Ti系催化剂的制备及其催化乙烯/1-己烯共聚

在SiO2载体中引入分子状态的MgCl2后再负载TiCl4,制备了高活性的用于乙烯与1-己烯淤浆共聚的双载体Ziegler-Natta催化剂TiCl4/SiO2-MgCl2。催化剂的最佳制备条件:n(TiCl4)∶n(MgCl2)=10,滴加TiCl4温度为-25℃,n(C2H5OH)∶n(MgCl2)=2.4,m(SiO2)∶m(MgCl2)=1。用激光粒度分析仪、SEM和WAXD等手段对催化剂的粒径分布、颗粒形态和结晶情况进行表征的结果显示,催化剂的粒径在20～45μm之间,较均匀;且颗粒形态呈球形。当催化剂中Ti的质量分数为5.1%时,该催化剂可高效催化乙烯与1-己烯进行淤浆共聚,催化效率达1.59kg/g,乙烯-1-己烯共聚物的数均相对分子质量为3.1×104g/mol,相对分子质量分布为16.3,呈宽分布。