茂金属催化苯乙烯间规聚合过程研究

【摘要】： 间规聚苯乙烯(sPS)是一种新型热塑性塑料，由于其优良的性能，使之成为近年来研究的热点。 本文采用CpTiX3／MAO／TIBA均相茂金属催化体系，针对苯乙烯间规溶液聚合、sPS悬浮液体系流变行为以及间规聚苯乙烯种子半连续聚合工艺开发做了系统的研究，得到以下结果： 在氯苯、甲苯、庚烷、异辛烷、十氢萘及混合溶剂中进行苯乙烯间规溶液聚合，证明一定范围内提高聚合温度、提高搅拌转速、降低溶剂极性、采用无定形聚苯乙烯的不良溶剂可以促进聚合的进行，提高苯乙烯单体转化率。同时，提高搅拌转速、降低聚合温度与溶剂极性可以提高聚合产物的分子量。 同时研究了在不同聚合条件下原生态sPS结晶动力学规律。并且发现溶液聚合中改变溶剂的性质，对sPS原生晶晶型不产生影响，始终是δ晶型。对溶液聚合sPS原生态粒子粒径与粒径分布的研究表明，提高聚合温度、强化搅拌作用，采用异辛烷、十氢萘作为聚合介质可以有效改善sPS粒子的颗粒形态。 研究了sPS的悬浮液体系的流变性质，发现在氯苯体系中固含量低时，体系为牛顿流体性质；提高悬浮液浓度，体系的非牛顿性加强，呈现剪切稀化特点。同时，在高浓度悬浮液中，温度升高可以降低体系的剪切应力和表观粘度。由无定形聚苯乙烯不良溶剂(如庚烷、异辛烷等)配制的悬浮液，固含量小于15％时，体系呈现牛顿流体性质。 在500ml立式聚合釜中成功实现了sPS种子半连续聚合，表明此工艺是可行的，能够有效防止本体聚合过程中复杂的相态更迭以及凝胶、聚合釜淤塞现象的发生，达到降低聚合功率消耗的目标。