新型MgCl_2负载钛催化剂在丙烯聚合中的应用

用优化乳化法制备了MgCl_2负载钛催化剂,考察了催化剂的形态结构并将其应用于丙烯催化聚合。聚合温度70℃、氢气加入量为1 L,采用二异丁基二甲氧基硅烷作为外给电子体时,催化剂具有较高的催化活性,同时聚丙烯具有较高的等规指数。     

外给电子体对丙烯聚合和产品性能的影响

对比分析了气相聚丙烯生产工艺中外给电子体二异丁基二甲氧基硅烷（Donor-B）与四乙基硅烷（Donor-T）对丙烯聚合的影响,并根据工业生产情况研究了不同外给电子体对产品性能的影响。结果表明：在相同的聚合条件下,Donor-B作为外给电子体时,主催化剂活性明显提高,制备的聚丙烯的等规指数较高,刚性和拉伸性能更优;Donor-T作为外给电子体时,催化剂具有更强的氢调敏感性,生产过程稳定可控。     

新型聚丙烯催化剂的聚合性能

研究了以新型含镁化合物为载体的HQ型聚丙烯高效球形催化剂的液相本体聚合,考察了聚合温度,n(Al)/n(Ti),n(Si)/n(Ti),外给电子体种类,氢气用量对催化剂催化性能的影响。结果表明:该催化剂具有良好的氢调敏感性和立体定向性。最适宜的聚合条件:反应温度为70℃,n(Al)/n(Ti)为481.0,外给电子体为甲基环己基二甲氧基硅烷,n(Si)/n(Ti)为19.2。在此条件下,HQ型催化剂的活性达34.0 kg/g,聚丙烯等规指数为97.9%以上。     

复合外给电子体对丙烯聚合的影响

从催化剂的活性、氢调敏感性和聚合物的熔融指数（MFR）、粒径分布及等规度等方面入手,比较研究了复合外给电子体A与硅烷Donor-C对丙烯均聚反应的影响。实验结果表明：两种外给电子体所制备均聚聚丙烯等规度≥98%,粒径分布主要集中在10～60目;随着氢气加入量的增加,由复合外给电子体A制备聚合物的活性相较于Donor-C降低了约20%,MFR均呈线性递增。但是,由复合外给电子体A制备的聚合物具有优异的氢调敏感性,在氢气加入量为9NL时,复合外给电子体A和硅烷Donor-C制备聚合物的MFR分别为143.6g/10min和34.5g/10min,因此,复合外给电子体A有利于生产高熔融指数均聚丙烯产品。     

几种Ziegler-Natta催化剂催化丙烯聚合的反应动力学

研究了4种Ziegler-Natta催化剂在淤浆聚合条件下,助催化剂和外给电子体对其催化丙烯聚合反应动力学行为的影响。结果表明:4种催化剂都有一个短暂的活性中心形成阶段,聚合动力学曲线均为上升-衰减型;4种催化剂活性均随烷基铝用量的增加而降低;所制聚丙烯的等规指数均随烷基铝用量的增加而降低,随外给电子体用量的增加而升高;助催化剂为三乙基铝[n(Al)∶n(Ti)=100],外给电子体为二环戊基二甲氧基硅烷[n(Si)∶n(Ti)=5]时,4种催化剂都具有较高的活性及较慢的聚合反应速率衰减;用催化剂4制备的聚丙烯的等规指数受助催化剂及外给电子体的影响较小。     

NDQ催化剂催化丙烯聚合

采用以二醇酯为内给电子体合成的NDQ催化剂,在5 L高压釜中催化丙烯本体聚合,评价了NDQ催化剂的聚合性能.结果表明:NDQ催化剂具有较高聚合活性、立构定向性;NDQ催化剂在低氢气浓度下氢调不敏感,适宜生产低熔体流动速率的树脂;得到的聚丙烯具有相对分子质量分布宽的特点.     

一种新型给电子体合成催化剂用于丙烯聚合研究

合成了三种新型给电子体催化剂用于丙烯聚合,研究了温度、氢气用量及外给电子体对其催化丙烯聚合的影响,初步探讨了新型给电子体的作用机理。     

丙烯聚合用复合内给电子体催化剂的制备

将自制的内给电子体与芳香二酯内给电子体复配,制备丙烯聚合用新型复合内给电子体催化剂,考察了内给电子体加入温度、用量、负载时间及复配比例等对催化剂性能的影响,并分析了催化剂的表观形态及所制聚丙烯(PP)的性能。确定了催化剂制备的工艺条件:内给电子体与MgCl_2的摩尔比为1∶15,内给电子体的加入温度为80℃,两种内给电子体负载时间均为30min,芳香二酯与磷酸酯的摩尔比为0.5∶0.5。在此条件下制备的催化剂形态良好,所制PP很好地复制了催化剂的形态;PP的等规指数为97.7%,相对分子质量分布为7.1。     

MgCl_2/SiO_2复合载体催化剂催化1-丁烯聚合研究

采用邻苯二甲酸酯类为内给电子体,制备了MgCl_2/SiO_2复合载体负载的Ziegler-Natta催化剂,考察了不同聚合条件、MgCl_2和SiO_2质量比、内给电子体结构对复合载体催化剂催化1-丁烯聚合的影响。结果表明,在三乙基铝(AlEt3)为助催化剂、铝钛物质的量比为200、聚合压力为0.10 MPa、聚合温度为30℃、氢气4 mL、聚合时间为2h时,催化剂活性较高,而外给电子体甲基环己基二甲氧基硅烷(CHMMS)加入聚合体系后,催化剂活性下降,但聚合产物等规度提高,当CHMMS与铝的物质的量比为0.033时,聚合产物的等规度最高为95.4%,复合载体催化剂中SiO_2比例增加,活性下降,邻苯二甲酸二异丁酯作为内给电子体更有利于聚丁烯-1等规度的提高。     

混合助催化剂对丙烯本体聚合的影响

分别采用DQ型和BC-MS型Ziegler-Natta催化剂催化丙烯本体聚合,助催化剂为三乙基铝(TEAL)与三异丁基铝(TiBA)的混合物,外给电子体为二苯基二甲氧基硅烷,氢气作相对分子质量调节剂,反应釜内的装料系数为70%。首先在20℃条件下进行预聚合,预聚合结束后迅速升温至70℃聚合。研究了TEAL/TiBA混合助催化剂对聚丙烯(PP)等规指数、熔体流动速率(MFR)和力学性能的影响。结果表明:随着助催化剂中TiBA用量的增加,所制PP的等规指数降低,MFR呈降低趋势。与BC-MS型催化剂相比,用DQ型催化剂制备的PP的弯曲强度和弯曲模量总体上较低,简支梁缺口冲击强度相对较高。     

DQC-700型催化剂催化丙烯聚合

采用仪器分析和化学分析法表征了DQC-700型催化剂的组成、结构及其颗粒形态。以环己基甲基二甲氧基硅烷为外给电子体,用DQC-700型催化剂催化丙烯本体聚合,评价了预聚合温度对预聚合倍数、预聚物等规指数和预聚物粉料粒径分布的影响,研究了催化剂的聚合性能和聚丙烯粉料中的细粉含量。结果表明:DQC-700型催化剂具有较窄的粒径分布(粒径分布跨度1.0)、较大的比表面积(300 m2/g)、较高的聚合活性[45 kg/(g·h)]和立构定向性(聚丙烯等规指数98%)。     

助催化剂和外给电子体对丙烯聚合性能的影响

考察助催化剂加入量(Al/Ti摩尔比)和外给电子体加入量(Si/Ti摩尔比)变化对MgCl2负载的Ziegler-Natta催化体系催化丙烯聚合时的聚合性能的影响.发现A1/Ti摩尔比增大会使催化剂活性增加,并存在最佳的助催化剂用量.同时,Ai/Ti摩尔比增大还会使聚丙烯的等规度下降,但当存在外给电子体时,下降速度稍缓.而外给电子体的加入通常在提高聚合物等规度的同时会使催化剂的活性降低.     

新型负载型硅/镁复合Z-N催化剂的制备及其催化1-丁烯聚合

采用9,9-双(甲氧基甲基)芴为内给电子体,制备了高效新型负载型硅/镁复合Ziegler-Natta催化剂。考察了助催化剂烷基铝用量、聚合温度、外给电子体种类及用量,以及H2加入量等对该催化剂催化1-丁烯聚合活性及产品性能的影响。结果表明:当催化剂复合载体中镁的质量分数为15.0%,n(Al)∶n(Ti)为30,反应温度为30℃时,催化剂活性达最大,为76.9 g/(g·h);当外给电子体二环戊基二甲氧基硅烷与Ti的摩尔比为4时,聚1-丁烯等规指数最大,为97.8%;当n(Si)∶n(Ti)为1,H_2用量为2 mL时,催化剂活性为65.2 g/(g·h),显示出很好的氢调性能。     

丙烯聚合用HR催化剂的性能

在5 L高压反应釜中利用本体聚合法研究了丙烯聚合用HR催化剂的活性、立构定向性和氢调敏感性。考察了不同聚合条件(如助催化剂用量、外给电子体用量、氢气用量等)对HR催化剂活性、所制聚丙烯等规指数和熔体流动速率的影响,并与商业化DQC催化剂进行了对比。结果表明:与DQC催化剂相比,HR催化剂具有高的立构定向性及氢调敏感性,且活性更高。基于其性能特点,HR催化剂适用于制备高流动性高刚性聚丙烯。     

高活性Ziegler-Natta催化剂的聚合性能

对比研究了2种高活性催化剂(分别记作1#催化剂、2#催化剂)与同类型普通催化剂及进口催化剂的形貌结构和活性。通过丙烯聚合小试实验,进一步研究了氢气及外给电子体用量对高活性催化剂活性和氢调敏感性的影响。结果表明：高活性催化剂较同类型催化剂的活性提高了约50%;催化剂活性随着氢气及外给电子体用量的增加呈现先升高后降低的趋势,当氢气与丙烯摩尔比为5.6,n(Si)∶n(Ti)为30时,1#催化剂的活性最高达54.0 kg/(g·h),且具有较好的氢调敏感性。     

CMMS和DCPMS在丙烯聚合中的应用

将CMMS(环己基甲基二甲氧基硅烷)和DCPMS（二环戊基二甲氧基硅烷）外给电子体分别与CS-1型和CS-2型聚丙烯主催化剂进行丙烯聚合评价，结果表明CMMS和DCPMS是高效催化剂的有效助催化剂，它们能够提高聚丙烯的真实等规度。它们提高聚丙烯真实等规度的能力为DCPMS>CMMS>DDS。     

两种丙烯聚合用球形Ziegler-Natta催化剂的性能研究

采用扫描电子显微镜、激光粒度仪、密度仪和熔体流动速率仪(MFR)等研究了2种丙烯聚合用球形齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂(记为1#和2#)的性能。结果表明：与2#相比,1#的平均粒径更小,粒径分布更宽,活性更高,对氢气更敏感,且所得聚丙烯(PP)堆积密度更高,但PP颗粒粒径较小。不同外给电子体对丙烯聚合的影响不同。采用二环戊基二甲氧基硅烷为外给电子体时,2种催化剂活性均最高,所得PP的MFR均最小。     

外给电子体D-Donor在丙烯聚合中的应用

采用DQ-Ⅳ催化剂,在4L丙烯聚合釜中进行了丙烯聚合实验,考察了外给电子体C-Donor和D-Donor对催化剂活性和聚丙烯（PP）性能的影响。结果表明：采用D-Donor作为外给电子体与C-Donor相比,可使催化剂活性提高20％～30％;PP等规指数提高约1％;结晶温度提高0．833℃,熔点提高2．766℃;相对分子质量略有提高,相对分子质量分布基本未变;拉伸强度提高约13％,弯曲强度提高约26％,缺口冲击强度提高约68％。     

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。     

二醚类Ziegler-Natta催化剂催化1-丁烯聚合

采用相同的工艺,制备了含有不同内给电子体[2-甲基-2-丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷(BIBIMP)、邻苯二甲酸二异丁酯]以及不含内给电子体的MgCl2负载型Ziegler-Natta催化剂,研究了给电子体结构对催化剂活性的影响以及用该催化剂合成的聚1-丁烯(PB)的等规指数、熔点、相对分子质量及其分布。结果表明:未加入外给电子体时,加入BIBIMP的催化剂活性最高,用其所制PB的等规指数最高,分别为539 g/g和84%;加入氢气可进一步提高催化剂活性和PB等规指数;加入外给电子体后,催化剂的活性均降低,二醚类Z-N催化剂活性降低最多,而使用二异丙基二甲氧基硅烷为外给电子体更有助于提高PB的等规指数。