負(fù)載鈦體系催化合成聚1-丁烯熱塑性彈性體及性能.pdf

1、本文采用負(fù)載鈦催化體系合成了聚1-丁烯熱塑性彈性體(PBt-TPE)。研究了催化劑陳化對(duì)轉(zhuǎn)化率和聚合物相對(duì)分子質(zhì)量的影響，考察了反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)特征，并用3L聚合釜采用本體法合成了PBt-TPE，測(cè)試了本體聚合得到的聚合物的物理力學(xué)性能。 陳化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：以TiCl4/MgCl2-Al(i-Bu)3為催化劑，采用0℃三元陳化的方法可以有效提高單體轉(zhuǎn)化率，降低Al用量，最佳陳化條件為Ti/Bt=1/60，Al/Ti=20,T=0

2、℃，t=20min。催化劑0℃陳化時(shí)聚合轉(zhuǎn)化率隨陳化時(shí)間的增加先上升后下降，而室溫陳化時(shí)轉(zhuǎn)化率隨陳化時(shí)間的增加而下降；催化劑0℃陳化的轉(zhuǎn)化率隨陳化時(shí)Bt用量的增加而先上升后下降，隨Al/Ti的增加先上升后下降。催化劑0℃陳化聚合物的Mw比室溫陳化高；三元陳化聚合物的Mw比二元陳化高；陳化時(shí)間較短時(shí)，聚合物Mw變化不大，隨陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，聚合物Mw下降。 聚合動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：聚合速率對(duì)單體濃度、催化劑濃度的反應(yīng)級(jí)數(shù)均為一級(jí)，并

3、且不隨起始單體濃度、起始催化劑濃度和溫度而改變這一關(guān)系。表觀速率常數(shù)與催化劑濃度成線性關(guān)系。20℃、30℃、40℃、50℃下聚合速率常數(shù)分別為0.0033min-1、0.0072min-1、0.0083min-1、0.0098min-1；聚合速率方程為R=kp·f[Ti]·[M]；聚合反應(yīng)的表觀活化能和碰撞因子隨溫度的不同而有很大差別；陳化條件下1-丁烯聚合反應(yīng)速率較非陳化條件下的反應(yīng)速率大。 本體聚合實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用負(fù)載鈦催

4、化體系本體聚合的方法能夠合成具有熱塑性彈性體特征的PBt-TPE，其門尼黏度、物理力學(xué)性能比溶液法合成的聚合物低。聚合轉(zhuǎn)化率隨Al/Ti的增加逐漸上升最后變化不大，隨Ti/Bt和聚合溫度的上升而增加。PBt-TPE的門尼粘度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、100％定伸應(yīng)力和300％定伸應(yīng)力均隨Al/Ti的增加先下降后上升。隨聚合溫度的上升，拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率逐漸上升，而撕裂強(qiáng)度和100％定伸應(yīng)力則是先下降后上升。由于反應(yīng)熱不能有效的快速導(dǎo)出，聚