功能性Ziegler-Natta催化劑的設計及其在_晶型聚丙烯制備中的應用.pdf

1、β晶型等規(guī)聚丙烯（β-iPP）具有優(yōu)良的抗沖擊性能、延展性能和高的熱變形溫度，是高性能聚烯烴的重要品種。本論文設計并制備了一種將β晶成核劑（N,N’-二環(huán)己基對苯二甲酰胺，DCTPA）與催化丙烯聚合的Ziegler-Natta催化劑相集成、具有雙重功能的新型催化劑（DCTPA/Ti/Mg/BMMF），使其既能夠催化丙烯進行高活性等規(guī)聚合，又能夠誘導等規(guī)聚丙烯（iPP）產(chǎn)生β晶型，從而實現(xiàn)了β-定向結晶聚丙烯樹脂的高效釜內(nèi)催化合成。同時，

2、在聚合過程中還可實現(xiàn)對成核劑微粒分散尺度和均勻度的調(diào)控，克服了傳統(tǒng)共混分散法對成核劑尺度可控性差的不足。本論文的主要研究內(nèi)容和結論如下：
　?。?）功能性催化劑DCTPA/Ti/Mg/BMMF的構筑：通過FTIR，XPS和XRD等手段考察了催化劑DCTPA/Ti/Mg/BMMF中各組分的相互作用，結果發(fā)現(xiàn)，利用TiCl4與β晶成核劑DCTPA之間存在的Lewis酸-堿相互作用，可以將Ziegler-Natta催化劑的關鍵組分MgC

3、l2和內(nèi)給電子體9,9-雙（甲氧基甲基）芴（BMMF）通過與TiCl4的反應引入DCTPA上，催化劑中MgCl2與β晶成核劑DCTPA形成了共載體，最終制備出形態(tài)可控、組成可調(diào)的功能性催化劑DCTPA/Ti/Mg/BMMF。
　?。?）功能性催化劑DCTPA/Ti/Mg/BMMF的丙烯聚合性能：詳細研究了功能性催化劑的丙烯聚合反應，并與不含成核劑組分的普通催化劑（商業(yè)牌號 CS-1）進行對比，結果表明：功能性催化劑的聚合動力學曲線

4、呈緩慢衰減特征，且成核劑的適量引入可以提高催化劑的聚合活性；隨著聚合溫度的上升，功能性催化劑的丙烯聚合活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，而聚合溫度對聚丙烯等規(guī)度影響不大（等規(guī)度均高達97-99%，與CS-1催化劑相當）；催化劑氫調(diào)性能敏感，聚合物分子量可調(diào)性強。丙烯聚合可獲得具有類球形的聚丙烯顆粒，聚合物的DSC熔融曲線出現(xiàn)β晶熔融峰，表明催化劑該功能性催化劑能夠合成β-定向結晶聚丙烯。
　?。?）β-定向結晶聚丙烯的形態(tài)、結構與性能研

5、究：利用POM、TEM觀察成核劑在聚丙烯基體中的原位分散狀態(tài)和SEM觀察樣品斷面形貌，考察了β晶成核劑DCTPA在聚丙烯基體中分散尺度的可控性和穩(wěn)定性?！按呋瘎?聚合物形態(tài)復制效應”使催化劑中的成核劑 DCTPA在丙烯聚合過程中不斷破碎-細化-分散，最終獲得了成核劑微粒以納米尺度分散的β晶成核劑/iPP復合物。對該復合物非等溫結晶性能的研究表明，聚合物的半結晶時間t1/2隨著其中DCTPA含量的增加及降溫速率的加快逐漸縮短，同時聚合分散