复合型内给电子体ID对MgCl_(2)/2-乙基己醇/TiCl_(4)催化体系催化乙烯聚合性能的影响

以MgCl_(2)/2-乙基己醇/TiCl_(4)体系合成用于乙烯聚合的球形Ziegler-Natta催化剂,在合成催化剂过程中加入复合内给电子体:乙酸正己酯/邻酞酸二异丁酯,与分别加入四乙氧基硅烷、乙酸乙酯和邻酞酸二异丁酯内给电子体的催化剂进行对比。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)等手段对含不同内给电子体的催化剂和聚合物进行分析,并通过乙烯聚合对催化剂催化性能进行评价。结果表明,在温度为80℃,压力0.5 MPa,时间2 h的条件下,含复合内给电子体乙酸正己酯/邻酞酸二异丁酯的催化剂催化乙烯聚合活性比其它单一内给电子体的催化剂催化活性要高,催化活性为1.24×10^(5)g PE/(mol_(Ti)·h)。

内给电子体对BCNX系列催化剂性能的影响

考察了内给电子体对BCNX系列催化剂性能的影响,并与参比催化剂进行对比。实验结果表明,醚类化合物作为内给电子体时,制得的BCNX系列催化剂的聚合活性和氢调敏感性较高,其中9,9-二甲氧基甲基芴使得催化剂具有较高的立构定向性;邻苯二甲酸酯类化合物作为内给电子体时,制得的BCNX系列催化剂整体性能均衡,聚合活性、立构定向性及氢调敏感性均较参比催化剂显著提升;二醇酯类化合物作为内给电子体时,制得的BCNX系列催化剂除聚合活性有所提升外,其他性能无显著变化。

新型内给电子体催化剂在小本体聚丙烯装置上的应用

在小本体聚丙烯装置上使用醇酯类内给电子体催化剂,对催化剂活性、外给电子体的用量、催化剂氢调敏感性、产品质量进行分析。结果表明:与采用邻苯二甲酸酯为内给电子体的第四代Ziegler-Natta催化剂A相比,醇酯类内给电子体催化剂具有更高的活性、立构定向性、氢调敏感性,在小本体装置上能够减少氢气用量,降低丙烯单耗,减少外给电子体用量,有助于减小产品气味。采用此催化剂生产的粉料表观密度稍小,单釜产量降低1.6%,适用于生产熔体流动速率20.0 g/10 min以上的聚丙烯粉料。

不同类型外给电子体对Ziegler-Natta催化剂氢调敏感性的影响

基于延安能化公司INNOVENE气相法聚丙烯生产技术,通过对生产不同熔融指数的均聚物、无规共聚物及抗冲共聚物进行研究,统计分析出二异丁基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷等不同类型外给电子体对Ziegler-Natta催化剂氢调敏感性的影响,建立简便易算的数学公式,从而可快速估算出不同产品熔融指数对应的反应釜氢气丙烯摩尔浓度比,为生产其他不同熔融指数的产品提供理论和技术依据。

给电子体分子结构对聚乙烯催化剂性能的影响

将丙二酸酯化合物、邻/对苯二甲酸酯化合物、二醇酯化合物、芳香酸单酯化合物、硝基化合物、氰基化合物、环三藜芦烃(H1)和二苯基蒽类衍生物等给电子体引入Ziegler-Natta(Z-N)聚乙烯催化剂中,研究了上述给电子体对催化剂的聚合活性、氢调敏感性以及聚合粉料堆密度、分子量及其分布的影响。实验结果表明,二酯类化合物可降低催化剂的聚合活性、提高聚合粉料的分子量;芳香酸单酯化合物可提高催化剂的聚合活性和氢调敏感性;硝基和氰基化合物会显著降低催化剂的聚合活性;H1可显著提高催化剂在高氢气乙烯摩尔比(简称氢乙比)条件下的聚合活性和氢调敏感性;二苯基蒽类衍生物可提高催化剂在低氢乙比条件下的聚合活性,但对于催化剂氢调敏感性的影响相对较小。因此,芳香酸单酯化合物和H1类更适于作为Z-N聚乙烯催化剂的给电子体。

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/cm^(3),PE-UHMW分子量为4.0×10^(6)。

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。

聚丙烯催化剂内给电子体研究进展

丙烯聚合用Ziegler-Natta催化剂的进步离不开内给电子体的发展,本文简述了内给电子体作用机理的研究进展,回溯了Ziegler-Natta催化剂内给电子体由单酯类、二酯类到二醚类以及二醇酯类的发展过程,介绍了不同内给电子体的特性以及内给电子体的最新研究进展。并对未来内给电子体的发展趋势进行了展望。

密度泛函理论计算在Ziegler-Natta催化剂给电子体研究中的应用进展

给电子体的研究和开发是Ziegler-Natta催化剂发展的关键。综述了密度泛函理论(DFT)计算在Ziegler-Natta催化剂给电子体研究中的应用进展,重点讨论了利用DFT计算可研究给电子体在MgCl_(2)载体表面的吸附作用、不同给电子体的配位模式、给电子体对于Ziegler-Natta催化剂区域选择性和立构定向性的影响。对DFT计算在给电子体研究中的发展方向进行了展望。

Ziegler-Natta聚丙烯催化剂体系给电子体的研究进展

综述了Ziegler-Natta聚丙烯催化剂体系中给电子体化合物的研究进展。按照给电子体化合物在催化体系中的作用及化学结构进行了详细的分类;指出了Z-N聚丙烯催化剂体系给电子体的研发趋势。

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。

内外给电子体在丙烯聚合Ziegler-Natta催化体系中作用的研究进展(上)

概述了用于丙烯聚合的Ziegler-Natta催化体系中内给电子体和外给电子体的最新研究发展,重点探讨了内、外给电子体用于丙烯聚合时的作用机理,催化剂活性中心结构和催化剂的动力学研究结果。还综述了外给电子体对Ziegler-Natta催化剂的立构规整性、催化剂的活性以及制备的聚丙烯的等规度、相对分子质量分布、热性能和等规序列分布等性能的影响。

内外给电子体在丙烯聚合Ziegler-Natta催化体系中作用的研究进展(下)

概述了用于丙烯聚合的Ziegler-Natta催化体系中内给电子体和外给电子体的最新研究发展,重点探讨了内、外给电子体用于丙烯聚合时的作用机理,催化剂活性中心结构和催化剂的动力学研究结果。还综述了外给电子体对Ziegler-Natta催化剂的立构规整性、催化剂的活性以及制备的聚丙烯的等规度、相对分子质量分布、热性能和等规序列分布等性能的影响。

不同外给电子体在Spherizone聚丙烯装置的应用

通过将外给电子体Donor-C和Donor-D在Spherizone工艺技术聚丙烯装置上的应用,考察了不同的外给电子体对聚合反应及产品性能的影响,结果表明在生产均聚牌号时Donor-D作为助催化剂的使用,主催化剂活性平均提高了25%~30%、产品的弯曲模量提高20%~30%、拉伸屈服应力提高10%,改善产品刚性性能,可有效拓宽产品应用范围和领域。

外给电子体对聚烯烃催化剂性能的影响

烯烃聚合中常加入各种外给电子体和改性剂,以改善催化剂的活性和选择性,改变聚烯烃的等规指数和结晶度,控制聚合物的相对分子质量及其分布,以及其他性能。综述了常用外给电子体的分类及其作用机理,以及外给电子体在丙烯聚合中的应用,并介绍了外给电子体的加入对其他烯烃聚合的影响。

外给电子体对MgCl_2负载TiCl_4催化剂催化乙烯/丙烯共聚合的影响

采用邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）为内给电子体的Mg Cl2负载Ti Cl4催化剂,考察了在无外给电子体及以环己基甲基二甲氧基硅烷（简称C-donor）、二环戊基二甲氧基硅烷（简称D-donor）、苯基三乙氧基硅烷（简称PTES）为外给电子体的条件下,催化剂对乙烯/丙烯共聚合活性、单体竞聚率、共聚物序列分布和热性能的影响。结果表明,在不同外给电子体作用下,随着乙烯进料比的增加,聚合活性先增加后逐渐减小,并呈现出明显的＂共单体效应＂;DIBP与D-donor有很好的协同效应,二者配合可提高催化剂活性,最高可达8.3 kg（以1 g Ti计）;当乙烯/丙烯（摩尔比）为40%~65%时,共聚物链段中乙烯和丙烯分布更均匀,无规度更高,具有更短的平均序列长度;当乙烯/丙烯为50%时,所得共聚物的熔融温度最低,可达108℃,玻璃化转变温度为-48.6℃,表明聚合物具有较好的耐低温性能。

1,3-二醇酯为内给电子体的丙烯聚合催化剂

研究了1,3-二醇酯为内给电子体的丙烯聚合ND-01系列催化剂的活性、氢调敏感性、定向性及动力学行为。实验结果表明,ND-01系列催化剂的活性较高;定向性易调;不加外给电子体时,所得聚丙烯的等规度也可达94.2%;与不同外给电子体配合使用的ND-01系列催化剂的性能与现有以邻苯二甲酸二丁酯为内给电子体的催化剂A的性能有较大的不同,使用二异丙基二甲氧基硅烷为外给电子体时,ND-01系列催化剂的氢调敏感性比催化剂A好,聚合所得聚丙烯的相对分子质量分布较宽;动力学行为实验结果表明,ND-01系列催化剂的活性衰减较慢。ND-01系列催化剂与三乙基铝/环己基甲基二甲氧基硅烷进行预络合反应时,ND-01系列催化剂中1,3-二醇酯的损失量小于催化剂A中邻苯二甲酸二丁酯的损失量。延长预络合时间,ND-01系列催化剂的聚合活性下降。

外给电子体对DQ催化剂聚合性能的影响

研究了使用不同的外给电子体进行丙烯聚合时,DQ催化剂活性、氢调敏感性、立体定向性以及聚合物相对分子质量和相对分子质量分布的变化。结果表明,使用环己基-甲基-二甲氧基硅烷,聚合物的等规度可调性好;使用二环戊基-二甲氧基硅烷,DQ催化剂活性更高,立体定向性更强;使用二异丁基-二甲氧基硅烷,DQ催化剂的氢调敏感性更好。

新型非对称二醚给电子体丙烯聚合催化剂研究

1,3-丙二醚类化合物为给电子体合成的新一类复相Ziegler-Natta催化剂(Z-N催化剂), 其用于丙烯聚合时,在无需外加给电子体的情况下, 可得到高活性的催化剂和高等规度的聚丙烯, 催化剂的活性是以邻苯二甲酸二丁酯为内给电子体合成的Z-N催化剂的2～3倍, 且得到聚丙烯的等规度大于95%[1～4]. 由于1,3-丙二醚类化合物与载体的配位作用较强, 不易与AlR3反应, 因此在丙烯聚合时无需外给电子体, 并能降低反应体系的复杂性, 有利于研究活性中心结构和聚合机理[5～7].

1,3-二醚为内给电子体的丙烯聚合催化剂的研究

研究了以1,3-二醚为内给电子体的丙烯聚合催化剂的性能,通过不同方法得到了具有不同定向能力的以9,9-双(甲氧基甲基)芴为内给电子体的催化剂,并将其在间歇本体工业聚丙烯装置上进行了应用试验,试验结果表明,二醚催化剂的活性高,可达230 kg／g,为现有工业催化剂的2-4倍;同时二醚催化剂的氢调敏感性也高于现有工业催化剂。通过GPC,13C NMR,DSC和X衍射等方法研究了所得聚合物的物性,实验结果表明,用二醚催化剂可制得具有不同等规度的相对分子质量分布较窄的聚合物。另外测试了所得聚合物的力学性能,并对其进行了初步的加工应用试验,试验结果表明,所得聚合物具有良好的机械和加工性能。