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不同工业化过程的聚丙烯分子结构的研究

张传芝  
【摘要】: 聚丙烯是一种优异的高分子材料,自实现工业化以来,其消费量一直保持持续增长,尤其是在近20多年的时间内,聚丙烯一直是增长最快的通用树脂产品。聚丙烯生产工艺和催化剂的不断发展和进步是推动聚丙烯持续发展的重要原因。 国内聚丙烯的生产工艺以本体法和气相法为主。不同工艺可以生产出熔体流动速率相近的产品,但在应用过程中发现,其性能有所差别。这可能是因为其微结构上的不同而造成的。本论文选取了本体法直接制得的和气相法生产的母料经过氧化物降解后的两种牌号的产品,进行详细的表征。结果发现,用本体法制得的抗冲共聚聚丙烯样品中氯仿可溶物的含量较少,即乙丙胶的量较少,同时在氯仿不可溶物中的乙烯和丙烯接点含量也较少。用降解法制得的抗冲共聚聚丙烯中能结晶的聚乙烯小嵌段含量多于用本体法制得的聚丙烯样品。这种能结晶的聚乙烯小嵌段对增加PP的韧性有利。用本体法制得的抗冲共聚聚丙烯,其分子量分布应较宽,因此具有较优异的加工性能。同时本论文也研究了气相法生产的熔体流动速率相差很大的两种产品的结构,熔体流动速率小的产品其分子量相应的大,庚烷可溶物的含量少。 聚丙烯生产技术水平的提高主要归功于催化剂的发展,随着催化剂活性和选择性的不断提高以及催化剂形态的不断改善,使聚丙烯生产工艺大为简化,投资和生产成本大大降低。 聚丙烯Zegler-Natta(Z-N)催化剂近期的主要进展是拓宽Z-N催化剂体系的产品范围和开发给电子体系。外给电子体的加入可大大增加聚丙烯的结晶性和等规指数。不同的外给电子体,其效果不同。本工作对精选的5种不同外给电子体合成的9种均聚聚丙烯样品用~(13)C-NMR,DSC和GPC进行了等规度的研究。从~(13)C-NMR的研究初步发现,等规度的高低与外给电子体(De)空间结构的大小有密切的联系。从样品的等规度来看,外给电子体的优劣为:二异丁基二甲氧基硅烷优于二异丙基二甲氧基硅烷;正丁基环已基二甲氧基硅烷优于环己基甲基二甲氧基硅烷和正丁基丙基二甲氧基硅烷。


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