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1.24×10~5g PE/(mol_(Ti)·h)。

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)。

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。

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。

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。

二醇酯类内给电子体丙烯聚合反应催化剂的研究进展

综合介绍了目前丙烯聚合反应催化剂研究热点非邻苯二甲酸酯类催化剂之一——二醇酯类催化剂的研发进展情况,讨论了以此类化合物为内给电子体的系列催化剂的性能,对该类催化剂在不同聚丙烯工艺生产中的聚合物性能与邻苯二甲酸酯类催化剂进行了比较,重点研究了不同结构的二元醇酯类内给电子体化合物对所得催化剂性能的影响,发现化合物结构中较大取代基团的存在可使所得催化剂的活性及定向能力提高,结构中取代基团的大小及其位置对所得催化剂的氢调敏感性能有影响。该二醇酯类催化剂符合绿色与环保要求,所生产聚合物的力学性能好,具有较好的发展前景。

Ziegler-Natta型丙烯聚合催化剂内给电子体复配的研究进展

简述了Ziegler-Natta催化剂内给电子体的作用,指出通过内给电子体复配可以使其优势互补,得到综合性能更优的催化剂。深入调研了国内外相关单位的研究动向,以LyondellBasell公司、DOW公司、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院等多个研究单位为着眼点,阐述了复配内给电子体的研究进展,展望了内给电子体复配的广阔前景。

丙烯聚合用TiCl_4/MgCl_2催化剂的研究——内给电子体的作用

采用相同制备工艺 ,制备分别以邻苯二甲酸二异丁酯 (DIBP)和 9,9 双 (甲氧基甲基 )芴 (BMMF)为内给电子体和不加入内给电子体 3种催化剂 .研究了它们在无外给电子体时聚合性能 ,以及合成的聚丙烯的等规度 ,分子量及其分布 .并采用CRYSTAF和1 3C NMR对聚丙烯沸腾庚烷不溶部分结晶性能和序列结构进行分析 ,结果表明内给电子体对聚丙烯分子链序列结构有很大影响 ;BMMF催化剂、DIBP催化剂和无内给电子体催化剂合成的聚丙烯规整性依次下降 .对BMMF催化剂 ,当烷基铝为Et3Al时 ,铝钛比增加 ,等规度和活性明显下降 .当烷基铝i Bu3Al时 ,铝钛比增加 ,等规度略微下降而活性增加 ;但是1 3C NMR研究发现其 (铝钛比为 3 0 0时 )庚烷不溶物的规整性与DIBP催化剂的庚烷不溶物的规整性一致 .这表明内给电子体在聚合中的作用不在于是酯还是醚 ,在于它与氯化镁的络合强度 .络合越强 。

新型聚丙烯催化剂内给电子体的合成及其结构对催化剂性能的影响

合成了一系列具有不同取代基的1,3-二醇酯化合物,以其为聚丙烯催化剂内给电子体,研究了具有不同取代基的1,3-二醇酯化合物对催化剂性能的影响.实验结果表明,2-位上的取代基对催化剂的性能影响较小,只有当其影响足够大时,才能显著改变催化剂的性能.1-位和3-位上的取代基对催化剂的性能影响较大,但当取代基太多、太大时反而降低催化剂的催化活性,但氢调敏感性较好.同一内给电子体系中,供电子能力强的羧酸基有利于提高催化剂的性能;内给电子体化合物两边的羧酸基不同时,催化剂的性能将介于单独使用含这两种羧酸基的内给电子体的催化剂的性能之间.

Ziegler-Natta丙烯聚合催化剂内给电子体的研究进展

介绍了Z ieg ler-Natta丙烯聚合催化剂体系中内给电子体的研究进展,对现有的内给电子体进行简单的分类,探讨了含有不同取代基的同类化合物作为内给电子体对催化剂的活性和α-烯烃聚合物等规度的影响,并对Z ieg ler-Natta丙烯聚合催化剂体系中内给电子体的进一步研究提出了看法。

MgCl_2负载TiCl_4催化剂中内给电子体对活性组分钛的影响

应用XPSI、R等表征手段研究了以MgCl2为载体,苯甲酸酯、邻苯二甲酸酯以及1,3-二醚为内给电子体的Ziegler_Natta(Z-N)催化剂中内给电子体对活性组分Ti的作用.实验结果表明,不同内给电子体Z-N催化剂中Ti的氧化状态是不同的,给电子体不与Ti直接发生作用,而是通过MgCl2为媒介向Ti发生电荷转移,造成Ti周围电子云密度增大,Ti的氧化状态降低,表现为Ti的结合能下降.

Z-N催化剂内给电子体作用机理的研究进展

综述了内给电子体对齐格勒-纳塔丙烯聚合催化剂作用机理的研究进展。从内给电子体在催化剂体系中的作用方式及机理、内给电子体的种类与催化剂性能的关系以及内给电子体的结构与催化剂性能的关系三方面,讨论了内给电子体对催化剂活性中心的区域选择性和立体选择性的影响。内给电子体的引入影响了催化剂的活性、氢调敏感性和产物的相对分子质量及其分布。

不同内给电子体催化剂对乙烯和丙烯共聚合的影响

研究了MgCl2/TiCl4/邻苯二甲酸二异丁酯和MgCl2/TiCl4/9,9-二甲氧基甲基-芴两种催化剂体系催化乙烯和丙烯共聚合的规律、共聚物的热性能及动态力学性能。两种催化剂在40℃催化乙烯和丙烯共聚合时,催化剂活性随着乙烯含量的增加先增后降。对于含有二酯型内给电子体的催化剂,n(C2H4)为10%时,催化剂活性最大;对于含有二醚型内给电子体的催化剂,n(C2H4)为30%时,催化剂活性最大,且二醚型催化剂的活性高于二酯型催化剂。在乙烯含量较低时,用二酯型催化剂催化合成的共聚物中含有更多的嵌段结构,而二醚型催化剂催化合成的共聚物更趋于无规结构。当反应气中乙烯占多数时,共聚物不再具有长的聚丙烯链段,而出现长的聚乙烯链段。

聚丙烯催化剂内给电子体的作用研究

对丙烯聚合齐格勒-纳塔催化剂内给电子体的研究进展进行了综述,同时分析了单酯类、双酯类、二醚类、二酮类和二醇酯类化合物作为内给电子体催化剂的特性。其中,以二醚类、二酮类和二醇酯类化合物为内给电子体的催化体系是近年发展起来的新型齐格勒-纳塔催化剂体系。二酮类和二醇类化合物作为内给电子体,在聚合时不用外给电子体,这将降低催化剂体系的复杂性。

氰基琥珀酸酯为内给电子体的丙烯聚合催化剂

以2-氰基-2,3-二异丙基琥珀酸二乙酯(CDIPS)为内给电子体制备了Zielgler-Natta丙烯聚合催化剂(记为CDIPS催化剂),通过本体聚合及中试评价研究了催化剂的性能,并利用^(13)C NMR,DSC,GPC等方法对制备的聚丙烯进行了表征。实验结果表明,CDIPS含量适宜的催化剂具有良好的综合性能,如高活性和高定向性,制备的聚合物粉料形态良好,堆密度高。与含邻苯二甲酸酯内给电子体的参比催化剂相比,CDIPS催化剂的氢调性能和对外给电子体的响应均不敏感。CDIPS催化剂可应用于气相聚丙烯工艺制备相对分子质量分布较宽的聚丙烯。当制备低溶体流动速率产品时,CDIPS催化剂的优势更明显,所得产品的拉伸模量、弯曲模量和常温冲击强度均优于参比催化剂。

复配内给电子体对TiCl_4/MgCl_2丙烯聚合催化剂性能的影响

以邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP),2,4-二戊醇二苯甲酸酯(PDDB)为内给电子体和无内给电子体三种催化剂作参考,研究了复配DIBP/PDDB催化剂的活性以及所得聚丙烯等规度、相对分子质量及其分布,并用核磁共振(13C-NMR)和结晶分级分析(CRYSTAF)对聚丙烯等规级分的序列结构和结晶性能进行了表征。相比参考催化剂,复配催化剂显著提高了催化剂活性,改善了聚丙烯等规度,所得聚丙烯相对分子质量分布明显变宽,暗示存在更多类型的活性中心,所得聚丙烯中高等规序列含量最高,得到CRYSTAF结果的证实,并用模型进行了解释。

琥珀酸酯作为内给电子体有效结构的研究

合成了2,3-二异丙基琥珀酸二乙酯的内/外消旋体,并采用不同比例的外消旋(rac),内消旋(meso)异构体作为内给电子体进行复配应用于Ziegler-Natta丙烯聚合催化剂,详细的研究了rac/meso-2,3-二异丙基琥珀酸二乙酯(rac/meso-2,3-DISE)作为内给电子体赋予催化剂的不同性质。结果表明,和meso-2,3-DISE相比,rac-2,3-DISE能赋予催化剂更高的聚合活性(58.1kg/(g·h)),得到的聚丙烯相对分子质量分布更宽(11.8),等规度也更高(96.93%)。说明在2,3-DISE中,rac-2,3-DISE是其作为内给电子体的有效成分。

降冰片烯二羧酸二乙酯内给电子体构型对Ziegler-Natta催化剂催化丙烯聚合的研究

合成了3种不同构型的内给电子体化合物:顺-5-降冰片烯-内型-2,3-二羧酸二乙酯(endo-NDDE),顺-5-降冰片烯-外型-2,3-二羧酸二乙酯(exo-NDDE)和反-5-降冰片烯-2,3-二羧酸二乙酯(trans-NDDE),并且制备了相应的催化剂。研究了内给电子体构型的变化对丙烯聚合Ziegler-Natta催化剂活性,聚合物等规度、相对分子质量及其分布的影响。实验结果表明,以exo-NDDE为内给电子体的丙烯聚合Ziegler-Natta催化剂活性最高,以trans-NDDE为内给电子体的丙烯聚合Ziegler-Natta催化剂活性最低,但是后者催化得到的聚丙烯相对分子质量最大(其中重均相对分子质量27.1×104 g/mol),相对分子质量分布最宽为5.5。对比丙烯聚合和1-丁烯聚合实验数据,对于同一催化体系,催化剂活性不仅受内给电子体的影响,同时α烯烃支链的长度也会对催化剂活性有一定的影响。

含芴基的羧酸酯类内给电子体化合物及其应用

以9H-芴-9-羧酸甲酯为原料,通过与不同的溴代羧酸酯反应得到了三种含芴基的羧酸酯类化合物,将化合物作为内给电子体用于烯烃聚合固体催化剂的制备,利用~1H NMR,GPC等方法分析了化合物的结构,并考察了催化剂的丙烯聚合行为。实验结果表明,由于芴基团的9-位具有高反应活性,合成含芴基的羧酸酯类化合物的制备方法简单,有利于工业化推广。采用含芴基的羧酸酯类内给电子体化合物的催化剂进行丙烯聚合时,催化活性较高,其中,9-(1-乙氧基-3-甲基-1-氧代丁烷-2-基)-9H-芴-9-羧酸乙酯为内给电子体时,催化活性高于对比给电子体;催化剂的氢调敏感性好,所得聚合物的等规指数较高,相对分子质量分布较宽。

醚酯复合型内给电子体的合成及应用

利用中间体化合物1,3-二甲氧基-2-丙醇合成了3种醚酯复合型内给电子体化合物,并将内给电子体用于烯烃聚合固体催化剂的制备。利用1H NMR、薄层色谱分析等方法分析了内给电子体化合物的结构和纯度,考察了催化剂的活性。表征结果显示,通过1,3-二甲氧基-2-丙醇中间体与脂肪族二元羧酸单酯酰氯进行酯化反应可得到醚酯复合型内给电子体。在合成过程中醚键的引入不通过传统的O-烷基化反应,不需要使用O-烷基化反应常用的剧毒O-烷基化试剂(如碘甲烷)和强碱类脱质子化试剂(如醇盐或金属氢化物)。实验结果表明,醚酯复合型内给电子体用于丙烯聚合催化剂时具有较高的活性。