多孔聚合物微球载体催化剂催化乙烯聚合研究

采用两步种子溶胀聚合制备了含有氰基官能团的多孔聚合物微球载体,经化学法修饰后再负载四氯化钛,制备了聚合物微球载体负载的Ziegler-Natta催化剂,研究了多孔聚合物微球载体催化剂催化乙烯聚合。结果表明:多孔聚合物微球载体颗粒规整、均一,催化剂形态良好,复制了载体的形貌;多孔聚合物微球载体催化剂催化乙烯聚合最高活性为45.0kg,聚合产物颗粒形态较规整,堆积密度可达0.33g/cm3,得到的聚乙烯为超高分子量聚乙烯,相对分子质量最高为4.8×106。     

Ziegler-Natta催化剂制备低相对分子质量聚乙烯的研究

采用化学法对MgCl_2载体进行改性,负载TiCl_4活性组分,制备了Ziegler-Natta催化剂,并用于乙烯聚合制备低相对分子质量聚乙烯。结果表明:乙烯聚合时,同时使用内外给电子体时的聚合活性最高。选用该高效负载催化剂为主催化剂,三乙基铝为助催化剂,温度为100 ℃,压力为1.9 MPa,所制聚乙烯的黏均分子量为(1～2)× 10~4,催化剂活性可达972 g/(g·h)。     

多孔有机聚合物中试制备及其在聚烯烃催化剂中的应用

多孔有机聚合物广泛应用在吸附、分离、催化等领域。本文采用分散聚合工艺,中试制备得到形貌及流动性良好的POP3120T和POP3100载体,POP3120T载体堆密度为0.29g/cm³,比表面积为282m²/g,与无机硅胶载体相当,颗粒粒径23.4μm,粒径分布1.00;POP3100载体堆密度为0.34g/cm³,比表面积约503m²/g,均高于无机硅胶载体,颗粒粒径36.0μm,粒径分布0.93。负载的POP型Z-N聚丙烯催化剂具有良好的丙烯聚合活性,其活性可达到1.0×10⁷g/(mol·h)以上。得到的聚合物堆密度可以达到0.36g/cm³,聚合物细粉含量小于1%,达到商业催化剂的水平,此外负载的POP型Z-N聚丙烯催化剂具有高的立构规整选择性及宽的分子量分布,采用DIBP作为内给电子体制备的催化剂,丙烯聚合制备的聚合物等规度可达97.5%以上,分子量分布可达11以上。     

Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂制备双峰聚乙烯

通过把茂金属催化剂负载在Ziegler-Natta催化剂上制备了ZM复合催化剂,在单一聚合反应器内研究了ZM催化剂用于乙烯聚合制备双峰聚乙烯的性能。考察了催化剂中茂金属化合物的含量、聚合过程中反应温度、助催化剂的用量和共聚单体1-己烯的用量对催化剂乙烯聚合性能的影响规律。结果表明：采用ZM催化剂可以在单反应器内催化乙烯聚合得到分子量分布呈双峰的聚乙烯,聚乙烯的分子量分布达到155,聚合活性可达2.52×10⁷ g/molMt·h。     

有机/无机复合载体负载复合催化剂生产聚乙烯共混物的共混性质

基于相转化法制备了复合微球载体负载的(n-BuCp)2ZrCl2/PSA/TiCl3复合催化剂。利用聚合物膜将两个传统的催化剂（茂金属和Ziegler-Natta催化剂）隔开,即先将Ziegler-Natta催化剂负载于无机载体上作为内核,随后将聚合物膜均匀沉积在无机载体催化剂表面,最后将茂金属催化剂溶液迅速负载于聚合物膜上,得到“内钛外茂”型(n-BuCp)2ZrCl2/PSA/TiCl3复合催化剂。在实验室条件下,模拟工业淤浆双釜串联反应工艺,在第一段反应中制备超高分子量(1.4×106 g/mol)高支化度的乙烯/1-己烯共聚物,在第二段反应中,制备低分子量低支化度的聚合物。调节两段反应的聚合时间,制备了不同组成的聚乙烯共混物。通过DSC和流变学的方法研究了聚乙烯共混物的共混性能,并与机械共混法得到的聚乙烯共混物的共混性质进行比较。     

负载型茂金属催化剂用于乙烯淤浆聚合的研究

在烯烃催化聚合领域,茂金属催化剂显示出比传统Ziegler-Natta催化剂更高的活性。以苯甲酸催化三甲基铝（TMA）受控水解生成甲基铝氧烷（MAO）,经热解过程后合成了一种不溶形式的固体聚甲基铝氧烷（sMAO）。以合成的sMAO为载体负载茂金属催化剂,并将该催化剂应用于乙烯淤浆聚合反应中,系统探究了聚合条件对催化行为的影响,同时对聚乙烯产品mPE的粒度、堆密度、分子量及分布和熔体流动速率等基本理化性能进行了分析表征。实验结果表明,制备的催化剂颗粒形态较好,粒子分布均匀,在5 L釜中催化淤浆反应,乙烯/1-己烯共聚活性最高可达15 302.6 g·g^-1,并得到了相对分子质量分布均匀的中、高密度聚乙烯产品。     

POSS改性负载型Ziegler-Natta催化剂及其乙烯/1-己烯共聚反应

采用具有开放型骨架结构的大孔SiO₂（Macro-SiO₂）与MgCl₂形成复合载体,同时引入聚倍半硅氧烷（POSS）形成具有空间分隔作用的POSS/MgCl₂纳米团聚体,负载TiCl₄后制备得到改性Ziegler-Natta催化剂。采用红外分析、热重分析、CO低温吸附红外、扫描电镜、粒径分析等手段对POSS改性前后催化剂的结构进行表征,发现POSS的引入能诱导MgCl₂形成更多Mg_4c²⁺缺陷位点,并促进了Lewis酸性位点的形成,有利于TiCl₄有效活性中心的负载。乙烯/1-己烯共聚结果表明,POSS改性催化剂活性较高,最高可达1.03×10⁶ g?（mol?h）^-1,同时具有更高的共聚能力,共聚产物中共聚单体摩尔分数可达3.79%,且聚合产物具有较窄的分子量分布（MWD=3~6）。     

无机/有机复合载体负载TiCl_3/(n-BuCp)_2ZrCl_2的

采用溶胶-凝胶法将苯乙烯丙烯酸共聚物(PSA)包裹在负载型Ziegler-Natta催化剂表面,随后用表面改性剂n-BuSnCl3处理有机载体表面的官能团,最后在PSA上负载(n-BuCp)2ZrCl2制得复合催化剂,研究了复合催化剂的气相聚合行为。实验首先通过BET、粒径分析、红外分析等手段考察了采用n-BuSnCl3改性前后载体的结构特征。乙烯气相聚合结果表明,改性后催化剂具有较高的活性,达2.56×107g PE.(mol Zr)-1.h-1.MPa-1。实验研究了不同聚合时间下聚乙烯产物的性质及外层PSA载体在聚合过程中的破碎行为,并与乙烯淤浆聚合结果进行对比。结果表明,溶剂对催化剂外层PSA载体的溶胀作用,对催化剂活性点均匀发挥起着至关重要的作用。     

PE-UHMW聚合用氧基硅烷内给电子体Ziegler-Natta催化剂的制备及应用

采用实验室自制的两种复合型氧基硅烷内给电子体：二甲基二(2-酚基乙氧基)硅烷(IED1)和二甲基二(2-氯乙氧基)硅烷(IED2),将两种内给电子体配置Ziegler-Natta催化剂并进行乙烯的催化聚合以制备超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)。考察了两种内给电子体加入对Ziegler-Natta催化剂的载钛量、催化剂活性、催化剂的微观形貌及聚合物分子量等因素的影响,并考察催化剂加入量、聚合温度、聚合时间、助催化剂加入量对PE-UHMW聚合效果的影响。由于IED1结构中含有4个含氧基团,电子云密度高于IED2,因此IED1对催化剂活性以及聚合物分子量影响较大。最终确定PE-UHMW聚合工艺条件为：以IED1为内给电子体,催化剂加入量为12 mg/L,IED1与载体氯化镁的物质的量之比为1∶4,聚合温度为75℃,聚合时间为2 h,催化剂中Al/Ti物质的量之比为80。在此工艺条件下催化剂的催化效率为17.1 kg/(g·h),催化剂载钛量为5.8%,PE-UHMW堆密度为0.3 g/cm³,PE-UHMW分子量为4.0×10⁶。     

新型高性能乙烯淤浆聚合Ziegler-Natta催化剂的开发

通过引入卤代醇类化合物制备了适用于乙烯淤浆聚合工艺的新型高性能Ziegler-Natta催化剂(简称GH催化剂)。采用分光光度计、扫描电子显微镜等表征了催化剂的组成、粒径和形态等;采用淤浆聚合法研究了催化剂的聚合性能,并与国产商业化催化剂(参比催化剂)进行了比较。结果表明:GH催化剂的活性达21.6 kg/g,聚乙烯堆密度达0.34 g/cm3,粒径≥75~830μm的聚乙烯粉料质量占聚乙烯粉料总质量的97.9%,且GH催化剂的氢调敏感性和其催化乙烯与1-己烯共聚合的性能均优于参比催化剂。     

Cp2TiCl2/坡缕石黏土负载型催化剂催化乙烯聚合的特性

利用浸渍法制备了两种二氯二茂钛（Cp₂TiCl₂）/坡缕石黏土负载型催化剂Cat-A 和Cat-B,并进行了乙烯淤浆聚合评价。对热活化黏土进行表征的结果表明,坡缕石黏土在热活化过程中由于配位结晶水的脱除表面主要由Lewis酸性位占据。黏土载体所具有的表面酸性使其具有完全不同于硅胶载体的负载茂金属催化剂聚合行为。在相同的聚合条件下,直接负载型催化剂的活性高于载体化学修饰型催化剂,甚至高于均相Cp₂TiCl₂催化剂。直接负载催化剂所得聚合产物的分子量和熔点低于载体化学修饰催化剂,且其产物性质受温度影响更为显著。以硅胶负载型茂金属催化剂作为对比,分析了表面具有较强Lewis酸性的载体活性中心性质,以此解释了直接负载型催化剂的乙烯聚合特性。对直接负载型催化剂不同时间段的聚合产物形态进行了扫描电镜观察,发现最终聚合产物中聚合物“纤维”和“纤维”聚集体形态的形成,并进一步分析了聚合物形态演化过程的特点。     

球形黏土介孔复合材料在聚乙烯茂金属催化剂中的应用

采用离心喷雾干燥机合成公斤级球形黏土(海泡石、硅藻土和凹凸棒石)介孔复合材料。并对球形黏土介孔材料进行X射线衍射结构分析、比表面积-孔径分布和透射电镜测试,表明球形黏土介孔材料具有介孔结构和高度有序孔道。扫描电镜分析结果表明,3种新材料球体度均匀、分散性好。研究雾化器转速和反应物配比对球形黏土介孔复合材料粒形的影响,得到最佳喷雾干燥条件。考察海泡石、硅藻土和凹凸棒石球形黏土介孔复合材料负载聚乙烯催化剂的组成、结构和微观形貌。结果表明,3种黏土介孔复合材料在负载聚乙烯催化剂后仍然保持较好的微观形貌及其特有的介孔材料孔道结构。离心喷雾干燥制备球形介孔材料的实验优化条件：进、出口温度200℃和100℃,黏土介孔浆料浓度30%,雾化器转速12 000 r·min^-1。以3种介孔复合材料作为载体负载聚乙烯催化剂进行高压乙烯聚合小试试验,结果表明,3种催化剂对乙烯聚合的活性(4 000～4 300)gPE·(gcat·h)^-1均优于当前工业用载体955硅胶负载同样茂金属后的乙烯聚合的活性1 005 gPE·(gcat·h)^-1。聚乙...     

采用Z-N/茂金属复合催化剂制备PP釜内合金

制备了Ziegler-Natta/茂金属(Z-M)复合催化剂,用Z-M复合催化剂采用一段丙烯本体均聚合、二段乙烯-丙烯气相共聚合制备了聚丙烯(PP)釜内合金PPc-A.与采用传统Ziegler-Natta催化剂ZN118制备的抗冲聚丙烯釜内合金SP179对比,两合金具有相近的熔体流动速率及乙烯含量,但冲击强度相差较大....     

一种乙烯聚合用TiCl_4/MgCl_2催化剂的制备

研究了含Mg载体ClMg(OR)·ROH(R为乙基和正丁基)的制备和反应机理。分别以CH2Cl2,CHCl3,CCl4作为溶剂,在n(C2H5OH)/n(Mg)为2.0的条件下,可以合成ClMg(OC2H5)·C2H5OH载体,并且成本较低。采用ClMg(OR)·ROH为载体与TiCl4反应,制备了乙烯聚合用负载型催化剂,研究了该催化剂的制备规律和催化乙烯聚合的性能。结果表明:以ClMg(OC4H9)·C4H9OH为载体制备TiCl4/MgCl2催化剂,载Ti时间为2 h,载Ti温度为110℃,TiCl4用量为2.0 mL/g,载Ti次数为3次时,制备的负载型催化剂催化乙烯聚合具有较高的活性,可达4.6 kg/(g·h)。     

负载复合后过渡金属烯烃聚合催化剂研究进展

综述了负载和复合型后过渡金属烯烃聚合催化剂的研究进展。把后过渡金属催化剂负载化,可以适合现有工业生产的工艺要求,改善聚合物产品的形态结构、抑制粘釜现象等。用后过渡金属催化剂与其他过渡金属催化剂(如Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂等)进行复合的目的主要是制备具有某些特定性能聚烯烃产物及使单一乙烯单体聚合制备支化聚乙烯。后过渡金属催化剂进行负载和复合后在改善聚烯烃产物性能、降低生产成本等方面有突出的优势．具有十分广阔的工业应用前景。     

镁负载量对SiO_2/MgCl_2复合载体型Ziegler-Natta催化剂的影响

引入硅胶载体,与乙氧基镁在有机混合溶剂中共浸渍得到镁质量分数分别为5.00%,10.00%和15.00%的催化剂前驱体,与TiCl_4反应制得一系列SiO_2/MgCl_2复合载体型Ziegler-Natta催化剂。将所得催化剂用于常压乙烯均聚合、乙烯与1-己烯共聚合和氢调实验,比较不同催化剂活性和产物性能的差异,考察镁负载量对催化剂的影响。结果表明:镁负载量显著影响催化剂的孔结构和组成;镁质量分数为15.00%时,所得催化剂的Ti含量、比表面积以及β-MgCl_2相对含量均较高,其均聚合活性、整体共聚合活性最高,所得聚乙烯具有更高的相对分子质量和更宽的相对分子质量分布;同时,该条件下所得催化剂还具有很好的氢调敏感性。     

孔道结构修饰的Ziegler-Natta催化剂设计与高抗冲低缠结UHMWPE的制备

从SiO₂载体孔道修饰的角度出发，向多级孔道中同时引入聚苯乙烯(PS)和聚倍半硅氧烷(POSS)，形成功能化复合载体，并用于负载TiCl₄，制备SiO₂/PS/POSS/TiCl₄负载型催化剂。采用热重分析、N₂等温吸附脱附、扫描电镜、漫反射红外光谱等手段对修饰前后催化剂的结构进行表征，发现利用苯乙烯的原位聚合能够向SiO₂多级孔道，尤其是微孔中引入PS，孔道内PS链段的溶胀行为导致聚合时乙烯传质阻力增大，聚合活性降低。向SiO₂多级孔道中引入POSS，由于POSS分子的空间位阻，其只能进入SiO₂大孔中，初生态聚乙烯分子链缠结程度降低有限。而将PS与POSS共同引入催化剂各级孔道中，PS与POSS能够产生良性协同作用，能够以高活性制备低缠结的超高分子量聚乙烯，显著提升了产品的抗冲击强度。最后通过降低孔道内TiCl₄的负载量，进一步稀释催化剂活性中心，实现聚乙烯活性链解缠结的过程强化。当钛含...     

聚合温度对乙烯聚合用钒系催化剂FVC-01性能的影响

采用MgCl_2/AlCl_3复合载体负载钒化合物制备了乙烯聚合用催化剂FVC-01,以三异丁基铝为助催化剂,氢气为相对分子质量调节剂,研究了淤浆工艺中聚合温度对催化剂活性及聚合物性能的影响。结果表明:FVC-01解决了钒系催化剂对聚合温度敏感性高的问题,催化剂聚合性能稳定;聚合温度为82~84℃时,催化乙烯聚合的活性达5.22 kg/(g·h),聚乙烯的表观密度大于0.38 g/cm~3,细粉质量分数小于1.00%,相对分子质量分布(MWD)为16.5~21.5,较用钛系催化剂生产的聚乙烯的MWD宽,可在单反应器内开发宽MWD的聚乙烯。     

无机/有机复合载体SiO_2/MgCl_2·xBu(OH)_2/PSA负载TiCl_4催化剂的制备及其乙烯聚合行为

采用SiO2、MgCl2以及苯乙烯-丙烯酸共聚物(PSA)合成了SiO2/MgCl2.xBu(OH)2/PSA无机/有机复合载体并负载TiCl4,得到具有SiO2无机支撑层、MgCl2.xBu(OH)2加合物以及PSA有机载体3种化学环境的SiO2/MgCl2.xBu(OH)2/PSA/TiCl4复合载体负载催化剂。研究了复合载体组成对催化剂的载钛量、形貌以及乙烯聚合行为的影响。当PSA存在时,催化剂的载钛量明显降低。乙烯/1-己烯共聚的反应动力学结果表明,与SiO2/MgCl2.xBu(OH)2/TiCl4相比,无机/有机复合载体负载催化剂的动力学曲线具有一段较长的受扩散控制的诱导期,并且随着PSA质量分数的增加,诱导期延长,动力学曲线由衰减型转变为上升-稳定型。由于复合载体具有多种化学环境,使得负载催化剂活性中心种类增多,共聚性能提高,聚乙烯产品分子量分布变宽,熔流比显著提高。根据聚乙烯树脂的扫描电镜照片,探讨了复合载体负载催化剂在聚乙烯生长过程中的破碎机理。     

茂金属催化剂在合成树脂生产中的应用

综述了茂金属催化剂的发展历史及负载型茂金属催化剂的研究进展,并分析了其在聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、环状烯烃共聚物、合成润滑油添加剂等领域的应用。随着对有机载体性能、负载方法等研究的深入,将推进负载型茂金属催化剂用于高附加值聚烯烃的工业开发。茂金属线型低密度聚乙烯的力学性能优于普通线型低密度聚乙烯,产品质量可与乙烯-1-辛烯共聚物媲美。用茂金属催化剂可实现聚丙烯合金的可控聚合。国内应着力开发负载型茂金属催化剂,降低采用茂金属催化剂生产的聚烯烃成本。