聚烯烃纳米复合材料及新型烯烃聚合催化剂的研究

【摘要】： 有机／无机纳米复合材料(Organic／Inorganic Nano-composites)是近年来高分子材料科学的一个发展十分迅速的新领域。这种新型复合材料可以将无机物的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的韧性、可加工性及介电性质完美地结合起来，开辟了复合材料的新时代。本文首次采用“原位配位聚合法”制备出性能优异的聚乙烯／凹凸棒石纳米复合材料，详细地研究了这种材料的制备规律，对均匀承载于凹凸棒石纳米级晶须上的引发烯烃聚合的活性中心的结构和聚合机理进行了探讨，并对其乙烯聚合反应动力学行为进行了研究。结果表明：凹凸棒石经过适宜的预处理后，仅仅负载少量的活性组分(0.3％的Ti)即可高效地引发乙烯聚合，方便地制备出聚乙烯／凹凸棒石纳米复合材料。 系统地研究了聚乙烯／凹凸棒石纳米复合材料的结构和性能，探讨了材料结构与性能的关系。由于凹凸棒石粘土的纳米级晶须均匀地分散于聚乙烯树脂基体中，并与树脂基体良好地浸润，因此材料具有优异的力学性能。此外，这种材料的独特结构导致了材料中特殊的交联网状结构的形成，使其具有一些普通聚乙烯材料所不具备的新颖性质，材料的耐热性能大大提高。详细研究了材料的结晶行为，结果表明：与采用熔体机械共混的方法制备的复合材料相比，该材料具有较短的半结晶期t1／2，因而具有更强的结晶能力；但由于凝胶的形成及树脂中粘土成分对聚乙烯链段运动的限制作用，复合材料的结晶度随粘土含量的增加而降低。 以大比表面积、高孔隙率的天然凹凸棒石粘土微球为载体，分别负载MgCl2·nC：H90H／TiCl：催化剂体系和MSCl 2／THF／TiCl+双金属活性组分，成功地制备出性能优良的球形高效乙烯聚合催化剂。系统地研究了 聚烯烃纳米复合材料及新型烯烃聚合催化剂的研究 该催化剂的制备规律、活性中心结构及其乙烯聚合反应动力学行为，对 采用这种新型催化剂制备的聚烯烃材料的结构与性能也进行了研究。该 新型催化剂不仅具有优良的催化性能，而且适于制备全密度球形聚乙烯 产品。