聚1-丁烯热塑性弹性体合成方法对结构与性能的影响

摘要

本文比较了用相同的负载钛催化剂体系，不同的聚合方法得到的聚1-丁烯热塑性弹体的微观结构及结晶性能的差异。实验结果表明，无论是溶液法合成的聚1-丁烯(S-PB-1)还是本体法合成的聚1-丁烯(B-PB-1)在120℃下模压10分钟冷压5分钟，然后室温下放置7天后，均只存在唯一的晶型I。在DSC测试中，90℃处出现吸收峰。该峰随着模压温度的提高而消失，同时在DSC测试中40℃处也出现吸收峰，该峰在50℃及60℃下退火处理后，都在比退火温度大约高10℃的位置出现新的结晶熔融峰。溶液法合成聚1-丁烯及本体法合成聚1-丁烯均符合Bernoullian模型，溶液法合成聚1-丁烯的五单元组分含量远高于本体法合成聚1-丁烯，通过计算得到溶液法合成聚1-丁烯晶体中可结晶链段长度为29高与本体法合成聚1-丁烯可结晶链段长度4。在相同的聚合条件下，不同的聚合方法合成的产品在等规度及相对分子量上存在较大的差异，其原因是：本体法聚合体系的粘度会随着聚合程度的增加而增加，粘度的增加使聚合过程中的传质及传热变的困难，局部温度难以控制会急剧上升，导致等规度下降，分子量降低。溶液法聚合得到的聚合物门尼粘度、特性黏数、硬度、密度、拉伸强度、扯断伸长率、永久形变都比本体法合成的大。随着模压温度提高本体法合成聚合物的邵A硬皮、密度有所增加。拉伸强度明显提高，结果表明140℃应为最佳模压温度。 在3L聚合釜中研究了采用添加内给电子体改性的TiCl4/MgCl2-Al(i-Bu)3负载钛催化体系合成聚1-丁烯热塑性弹性体的聚合规律，考察了聚合温度、Al/Ti对单体转化率、生胶的相对分子质量、等规程度及力学性能的影响，结果表明：采用改性负载钛催化剂催化1-丁烯聚合时，随着聚合温度的升高转化率逐渐增大。等规度下降，硬度下降。当聚合温度为40℃时，转化率达到86％。Al/Ti对力学性能的影响规律并不明显，Al/Ti=400条件下聚合得到的产品的机械性能较好。拉伸强度可达到15MPa。在相同的应变情况下，本实验所得聚合物的应力远远大于B-PB-1的性能，与S-PB-1的力学性能接近。采用改性负载钛催化剂所得聚合物的玻璃化温度Tg=-23.10℃，DSC中出现的两个结晶熔融峰的熔点分别是45.08℃和111.28℃，本实验所测的Tm小于文献值，可能是由于本实验所得的PB-1全同链节较短，形成的晶片较薄所致。可能是由于本实验所得的聚合物的全同链节较短，形成的晶片较薄所致。 在3L聚合釜中采用普通负载钛催化剂(无内给电子体)与改性负载钛催化剂(添加内给电子体)复合的方式合成聚1-丁烯热塑性弹性体，并研究了其聚合规律，考察了两种负载钛催化剂比例、聚合温度等对催化效率、单体转化率、聚合物的相对分子质量及性能的影响。实验结果表明，在10℃-40℃范围内，随着聚合温度的升高，转化率逐渐增大；随着Al/Ti的增大，转化率先增大后减小，当Ti/Bt=3×10-5、温度30℃时、Al/Ti=200-350转化率均高于80％。特性粘数和等规度随着Al/Ti的增大先减小后增大。Al/Ti对性能的影响并不明显。随着Ti-D:Ti的增加，特性粘数并无明显变化，等规度增加，聚合物的结晶熔融温度及结晶熔融焓都有所增加，复合催化剂控制产物等规结构效果明显，其聚合物的力学性能介于单独使用一种催化剂聚合所得产品的力学性能之间。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

文献综述

1.1-丁烯资源分析

2.开发聚1-丁烯意义

3.聚1-丁烯的简介

3.1背景

3.2催化剂

3.3聚合方法

3.4共聚合

3.5聚1-丁烯的结构及表征

4.聚1-丁烯的应用

4.1全同聚1-丁烯

4.2 PB-TPE的应用

5.聚1-丁烯的物理化学性能

第一章不同聚合方法合成聚1-丁烯弹性体结构和性能的比较

前言

实验部分

结果与讨论

1不同聚合方法合成聚1-丁烯热塑性弹体结晶性和微观结构的比较

2不同聚合方法合成聚1-丁烯热塑性弹体力学性能的比较

3模压温度对本体法合成聚1-丁烯热塑性弹性体力学性能的影响

结论

第二章改性负载钛催化剂本体法合成聚1-丁烯热塑性弹性体

前言

实验部分

结果与讨论

1聚合条件的影响

2应力应变曲线

3结晶行为

结论

第三章复合催化体系合成聚1-丁烯热塑性弹性体

前言

实验部分

结果与讨论

1聚合条件的影响

2复合催化剂比例的影响

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文