Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂聚合性能的研究

制备了Ziegler-Natta/茂金属复合(Z-M)催化剂,用SEM技术对其形貌进行了表征,在10L丙烯液相本体聚合模试装置上对Z-M催化剂的氢调敏感性进行了评价。通过一段丙烯本体均聚、二段乙烯-丙烯近恒温恒压气相共聚模拟Spheripol-Ⅱ工艺制备了系列聚丙烯(PP)釜内合金;考察了二段共聚时的聚合反应动力学、乙烯与丙烯配比(n(C3)∶n(C2))对PP釜内合金性能的影响。实验结果表明,在一段均聚时Z-M催化剂具有较好的氢调敏感性,得到的均聚PP粒子具有较好的流动性;在二段共聚时,Z-M催化剂能在较长的共聚时间内保持较平稳、较高的共聚活性,改变n(C3)∶n(C2)时PP釜内合金中乙丙橡胶的质量分数可调(7.19%~10.75%),熔体流动速率(10min)可调(14.0~26.5g);n(C3)∶n(C2)对合金弯曲模量的影响不大;当n(C3)∶n(C2)=1.7时制备的PP釜内合金具有最大的冲击强度(92.9J/m)。     

Z-N/茂金属复合聚丙烯催化剂的制备及聚合性能评价

利用以9,9-二(甲氧基甲基)芴为内给电子体的MgCl2载体型Zigler-Natta(Z-N)催化剂与单活性中心茂金属催化剂制备出Z-N/茂金属复合催化剂Z-M,考察了催化剂组分含量对其活性的影响。结果表明,当复合催化剂Z-M中的Ti,醚,Al,Zr质量分数分别为3.10%,12.00～15.00%,12.00%,0.12%时,常压聚合催化活性可达2.70×105g/(mol.h),制备的均聚聚丙烯(PP)等规度可达98.9%,适于作为抗冲共聚PP基体。利用Ti,醚,Al,Zr质量分数分别为2.95%,13.10%,11.80%,0.11%的复合催化剂Z-M在模式装置上所制备的抗冲共聚PP性能优良,在保持与传统Z-N催化剂制备的抗冲共聚PP其他性能相当的基础上,常温悬臂梁冲击强度提高至659 J/m。     

Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂一步法制备新型聚丙烯抗冲共聚树脂

基于具有"反应器颗粒技术"特征的Ziegler-Natta/茂金属复合催化剂,以烷基铝和甲基铝氧烷组成复合助催化剂,一步法实现了新型聚丙烯抗冲共聚(hiPP)树脂的制备。两种催化剂在不同聚合反应阶段的活性控制可通过选用三乙基铝为Ziegler-Natta催化剂的助催化剂或在聚合反应初期引入少量对甲基苯乙烯而实现,两种方法都可使茂金属催化剂活性中心在丙烯均聚阶段暂时休眠,而在乙烯/丙烯共聚阶段恢复活性。新型hiPP树脂中的等规聚丙烯基体选择性地由Ziegler-Natta催化剂催化生成;而乙丙无规共聚物(EPR)则同时来自两种催化剂,其相对含量由两种催化剂在此聚合阶段的活性决定。ZieglerNatta催化剂和茂金属催化剂的结合,可提高EPR微观结构的可控性,从而更有效地调控hiPP树脂的刚韧平衡性能。     

乙烯聚合用茂金属复合催化剂

介绍利用茂金属催化剂与Ziegler-Natta催化剂、茂金属催化剂与氧化铬催化剂混合或者2种单组分茂金属催化剂复配获得的复合催化剂。该复合催化剂在单反应器聚合工艺条件下可产出宽分布或双峰分布的茂金属聚乙烯产品来改善其加工性能。     

茂金属催化剂载体的应用研究Ⅱ.间规选择性茂金属催化剂的负载化

以Grace 955硅胶为载体,对自制的间规选择性茂金属Ph_2C(Cp)(Flu)ZrCl_2·Et_2O·LiCl三元加合物催化剂的负载化进行了研究。确定了负载化工艺条件并制得流动性好的类球型负载型茂金属催化剂。研究发现,负载过程中,甲基铝氧烷(MAO)均匀地负载在载体的表面,而茂金属活性中心则难以负载均匀,并存在以茂金属催化剂为主要成分的颗粒。聚合结果表明,该催化剂不仅保持了均相茂金属催化剂高活性和高间规选择性的优点,降低了MAO的用量,还可显著改善间规聚丙烯的形态、提高其堆密度,同时,有利于消除聚合过程的粘釜现象。     

茂金属聚烯烃的进展及展望

上个世纪90年代初期推出的茂金属催化剂从根本上改变聚烯烃的分子结构并建立新的应用市场。估计这种新型催化剂体系将对聚合物工业产生像上个世纪50年代发明Ziegler-Natta(ZN)催化剂一样的影响。目前ZN催化剂仍然在全球聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)工业中担当重要的角色。这一变革过程将由茂金属提供独特的特性：     

限制几何构型茂金属催化剂的负载化研究

以硅胶为载体,通过对自制的限制几何构型茂金属催化剂C(CH_3)_2(Cp)N(t-Bu)ZrCl_2的负载化,制备了C(CH_3)_2(Cp)N(t-Bu)ZrCl_2/MAO/SiO_2负载化限制几何构型茂金属催化剂(简称负载化催化剂);考察了硅胶焙烧温度、甲基铝氧烷(MAO)处理硅胶时间、茂金属的浓度、负载温度和负载时间等因素对催化剂性能及其对乙烯与1-辛烯共聚反应活性的影响。实验结果表明,在硅胶焙烧温度600℃、MAO处理硅胶时间6h、茂金属浓度0.65mmol/L、负载温度40℃、负载时间6h的条件下制备的负载化催化剂对乙烯与1-辛烯共聚反应具有较高的活性,乙烯与1-辛烯共聚物中1-辛烯的插入率较高,共聚物颗粒形态良好,无粘釜现象。     

用于合成间规聚丙烯的茂金属催化剂的研究进展

综述了间规聚丙烯(sPP)的发展历程、茂金属催化剂的种类和茂金属催化剂的负载过程,以及用于合成sPP的茂金属催化剂的结构特征和sPP的性能。重点讨论了单桥连茂金属催化剂、双桥连茂金属催化剂及限制几何构型茂金属催化剂的聚合性能及特点,并详细介绍了硅胶负载茂金属化合物/甲基铝氧烷催化体系的制备方法及其机理。通过设计催化剂结构、控制聚合条件可以实现对产物间规度、相对分子质量等参数的调控,负载化降低了茂金属催化剂工业应用的成本。     

丁烯基高分子化茂金属催化剂

介绍了一种丁烯基高分子化茂金属催化剂乙烯聚合的反应,考察了催化剂的乙烯聚合物形态影响因素.实验结果表明,丁烯基高分子化茂金属催化剂保持着较高的催化活性,乙烯聚合物的堆密度高,没有出现粘釜问题,是一个很有工业化前景的聚烯烃催化剂.     

复配茂金属催化剂聚乙烯合成研究

采用1：1(BuCp)2ZrGl2／(Ind)2ZrCl2复配茂金属负载型催化剂体系合成出了相对分子质量分布较高(Mw／Mn=4．15)、粒子形态好且堆密度为0．475～0．500g／cm^3的茂金属聚乙烯树脂。3．2m^3聚合釜中试研究结果表明，复配催化剂活性释放平稳，寿命长，聚合5h后活性无衰减，聚合活性不小于6500g／g。     

硅胶负载型茂金属催化剂负载工艺的优化

研究了硅胶负载型茂金属催化剂(1-甲基-3-丁基环戊二烯基二氯化锆/甲基铝氧烷)的制备工艺,讨论了硅胶活化温度、负载温度、搅拌形式、甲基铝氧烷预处理硅胶的用量对催化剂聚合活性的影响。结果表明,采用机械搅拌的方式,在硅胶活化温度为600℃,负载温度为-30℃,n(Al)/n(Si)为3,n(Al)/n(Zr)为50的条件下,所制备的催化剂活性可达5454g/g,聚合物堆积密度为0.36g/cm3。     

硅胶负载型茂金属催化剂催化乙烯聚合效率研究

研究了影响硅胶负载型茂金属催化剂(双(1-丁基-3-甲基环异戊二烯基)二氯化锆/甲基铝氧烷)催化乙烯聚合效率的因素,讨论了硅胶颗粒的比表面积、负载温度、铝及锆的负载量对催化效率的影响。结果表明,硅胶的比表面积增大时催化效率提高;负载温度为-20℃,负载锆质量分数约为0.5%,负载铝质量分数约为17%时,负载型茂金属催化剂催化乙烯聚合的催化效率达到最佳状态。     

一种茂金属催化剂的清洁负载工艺研究

针对茂金属催化剂负载化过程中所产生的废溶剂开展了相关的回收工艺研究。结果表明：MAO清液可以完全回用于催化剂的负载工艺中，对聚合活性及聚合物性能均无影响；废己烷可以通过沸点的差异得到回收，废己烷总量的95％得到回收利用，总量的5％作为废液排出。该工艺具备了清洁工艺的特点，大大降低了对环境的污染。     

茂金属催化剂样品的预处理对其金属元素测定的影响

用敞口消解法和密闭消解法对茂金属催化剂进行样品预处理，用电感耦合等离子体发射光谱仪(JCP—AES)测定其中的金属元素含量，考察了采用不同样品预处理方法对金属元素质量分数测定结果的影响。结果表明，测定硅载体茂金属催化剂中的茂金属元素，需采用敞口消解法处理样品，2种预处理方法对催化剂载体中金属元素的测定并无影响；测定非硅载体茂金属催化剂中的金属元素，用2种须处理方法均可。     

LHQ-12负载型茂金属催化剂乙烯淤浆聚合

以乙烯为原料,采用自制负载型茂金属催化剂(牌号为LHQ-12),在反应压力为1 MPa,反应温度为(83±2)℃,反应时间为2 h的条件下,采用淤浆聚合法制备了聚乙烯。结果表明,LHQ-12与进口催化剂相比,粒径分布相似,聚合活性较高。当最佳氢气质量分数为300×10-6,最佳1-己烯/乙烯(摩尔比)为0.008时,聚合活性可达到4 000 g/g。     

硅胶负载茂金属催化剂的制备及其催化乙烯聚合

采用浸渍法,制备了负载型茂金属催化剂双（1-乙基-2-甲基环戊二烯基）二氯化锆（简称茂金属化合物）-甲基铝氧烷-硅胶。以乙烯为原料,干燥的己烷（4L）为反应介质,加入茂金属催化剂后,在温度为80℃,压力为1MPa的条件下反应2h,可制备聚乙烯。结果表明,制备的催化剂颗粒形态较好,粒子分布均匀。以3”硅胶为载体,催化剂最佳制备条件为：硅胶用量6g,催化剂中的铝元素／锆元素（摩尔比）为150,茂金属化合物用量为0．12g。在此条件下,催化活性为2686g／g。     

载体硅胶真空负载茂金属催化剂的制备工艺研究

将载体硅胶热活化后采用抽真空的方法进行预处理,并在一定的真空度下使甲基铝氧烷和茂金属溶液吸人至其孔道及细孔内,再经过滤、洗涤、抽干等后处理过程制备出负载茂金属催化剂。考察了热活化温度、预处理真空度、预处理时间、负载真空度等制备工艺条件对催化剂性能的影响。结果表明,在载体硅胶热活化温度为600℃、预处理真空度不低于0．075MPa、预处理时间为15min、负载真空度为0．065MPa的优化条件下,所制备催化剂的催化活性（每克催化剂上所得聚合物的千克数）达6．300,所得聚合物的形态优良。     

聚乙烯催化剂PCG-01的制备及性能评价

以乙氧基镁为载体,烷氧基硅烷为给电子体,制备出Mg-Ti系乙烯聚合Ziegler-Natta催化剂PGC-01。研究了该催化剂的聚合反应动力学、氢调敏感性和共聚性能,考察了催化体系Al/Ti摩尔比、聚合温度等工艺条件对催化剂聚合性能的影响,并采用SEM,DSC等分析方法对催化剂和聚合产物的颗粒形态及性能进行了表征。结果表明,该催化剂具有颗粒形态好,粒径分布窄,活性高,聚合产物堆密度高,反应平稳,氢调敏感性良好的特点;以AlEt3为助催化剂,在n(Al)/n(Ti)为120、压力为0.8 MPa、温度为80℃、反应时间为2 h的条件下,催化剂PCG-01的乙烯聚合活性达37.2 kg/g;聚合产物具有近球形结构,粒径主要分布在180～425μm。     

固体碱催化剂合成丙烯酸甲酯活性的研究

以醋酸甲酯、甲醛为原料、固体碱为催化剂合成丙烯酸甲酯,考察了不同温度下、硝酸铷、硝酸铯的浓度对催化剂性能的影响.利用色谱实验装置测试了固体碱催化剂的催化活性,并用扫描电镜(SEM)对该催化剂形貌、组成等进行了表征.结果表明:负载铯比铷的催化效果要好;二氧化锆呈不规则棒状结构,活性组分分布均匀;催化剂最优条件:二氧化锆负载20%铯,反应温度为380℃时,可使收率达到29.2%.