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MgCI_2负载Ti/Fe双金属催化剂制备双峰聚乙烯的研究

郝天军  
【摘要】:聚乙烯是世界上通用合成树脂中产量最大的品种,在塑料工业中占有举足轻重的地位。在生产聚乙烯的诸多催化剂中,后过渡金属烯烃聚合催化剂是近年来受到广泛关注的一类新型催化剂。这类催化剂具有催化活性高和分子剪裁性良好等特性。目前对后过渡金属催化剂研究开发的目标已经不仅仅局限于催化剂的高活性,而更注重于催化剂的高性能和催化剂的形态结构。而双金属催化剂由于同时可以合成含两种优异性能的聚合产品,因此具有很高的发展前景。借鉴Ziegler-Natta负载催化剂干燥成型技术,本论文通过喷雾干燥的方法制备了MgCl2负载Ti/Fe双金属聚乙烯催化剂,主要研究了负载双金属催化剂用于乙烯聚合的特性,聚合条件及助催化剂种类对其催化性能的影响。 在本文中合成了四种不同的烯烃聚合催化剂,分别为两种后过渡金属催化剂(1)、(2)和两种MgCl2负载Ti/Fe双金属聚乙烯催化剂(a)、(b),其中催化剂(a)、(b)是通过喷雾干燥的方法制备的,并采用SEM、BET等方法考察了其催化剂颗粒形貌、比表面积、孔容以及催化剂的内部结构。本文研究了不同聚合温度、助催化剂、Al/Ti摩尔比对四种催化剂性能的影响。研究结果表明:后过渡金属催化剂(1)、负载双金属催化剂a和b的最佳反应温度均为30℃,后过渡金属催化剂(2)的最佳反应温度为15℃;MAO对后过渡金属催化剂(1)的助催化作用最明显,最高活性可达到4.83×106gPE/(molcat·h);三乙基铝对于铁(2)催化剂的助催化作用最明显,活性最高达2.3×106gPE/(molcat·h);三甲基铝对负载双金属催化剂a的助催化作用最明显,当Al/Ti摩尔比在600时,负载催化剂a活性最高,为160gPE/(gcat·h);一氯二乙基铝对于负载双金属催化剂b的助催化作用最明显,当Al/Ti摩尔比为1500时,活性最高,为140gPE/(gcat·h)。负载双金属催化剂(a)、(b)中残余THF含量直接影响着催化剂的性能。


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