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新型高效球形聚丙烯催化剂的研制

曲广淼  
【摘要】: 聚丙烯技术发展的关键在于丙烯聚合催化剂及相应的聚合工艺的发展,由于聚丙烯催化剂的制备技术属核心技术,所以聚丙烯催化剂制备方面研究的文献报道比较少,本论文针对丙烯聚合高效球形齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂的制备进行了探索性的研究,并且在球形载体和催化剂制备的工艺条件上进行了创新和改进。 首次采用自行设计的高压磁力搅拌反应釜用于高效球形聚丙烯催化剂载体的制备。采用一种新的工艺路线合成了丙烯聚合用催化剂的载体,在制备醇合物载体的过程中加入内给电子体邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP),确定了制备球形载体的最佳的反应条件: 无水氯化镁与无水乙醇摩尔比:2.8~3.0; 醇合反应温度:120℃; 内给电子体(DNBP)/Mg的摩尔比:0.2; 预分散速度为1000rpm,最终搅拌速度为2000rpm; 急冷固化温度:—30℃; 分散剂1、2的比例:1∶1; 喷出管的长度为3m,管径为1mm。 采用改进方法合成了新型的聚丙烯催化剂,确定了催化剂制备的工艺条件: 采用两次载钛法,钛/镁摩尔比:80; 初始的反应温度:—20℃,最终处理温度:130℃; 反应时间为2小时,所制得的催化剂颗粒的形态为球形颗粒。 研究了所合成的催化剂催化丙烯常压聚合反应行为,分别对聚合反应温度、Al/Ti变化、外给电子体对催化剂活性及聚丙烯等规度的影响进行了考察,实验结果表明,催化剂活性随着聚合反应温度的升高而增大,达到一定程度后缓慢下降,聚合反应温度对聚丙烯的等规度基本上没有影响;随着n(Al)/n(Ti)的增大,催化剂活性出现最大值后趋于平衡,聚丙烯的等规度略有下降;选用二苯基二甲氧基硅烷(DDS)为外给电子体,随着外给电子体加入量的增加聚丙烯的等规度随Si/Ti比变化明显,说明可调性明显且无拐点,但活性却稍有下降。 对所合成新型高效球形聚丙烯催化剂催化丙烯液相本体聚合进行的研究表明,催化剂的活性在10~6gPP/gTi以上,聚合物的等规度大于95%,所制备的聚丙烯树脂颗粒复制了催化剂的形态呈现出良好的球形,聚丙烯球形颗粒的平均粒径在1~2mm之间。


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