负载钛体系催化1-丁烯均聚和共聚及其聚合物性能研究

摘要

本文以氢气为相对分子质量调节剂，采用自制的TiCl4/MgCl2-Al(i-Bu)3负载钛催化体系，合成了聚1-丁烯热塑性弹性体(PBt-TPE)。在3L釜中考察了Al/Ti、Ti/Bt、氢气压力及聚合温度对单体转化率、特性黏数、乙醚中不溶物含量及结晶度的影响。结果表明：当[Bt]=50Wt﹪，T=30～40℃，Al/Ti=300，Ti/Bt=3×10-5，P=0.8MPa时，催化体系有最佳的催化效率。随着聚合温度的升高，所得的PBt的特性黏数先升高后下降，其在乙醚中的不溶物含量先提高后降低。氢气对PBt特性黏数的调节显著：随聚合过程中氢气压力的提高，所得PBt的特性黏数先升高后下降。DSC测试表明：PBt在聚合温度为30℃时玻璃化温度最高，为-16.2℃；本聚合物存在两个结晶峰，聚合温度为40℃所得PBt的两种晶型的结晶峰熔点均最高，分别为110.3℃和98.3℃。聚合物各项力学性能由相对分子质量决定。随聚合温度的上升，拉伸强度、撕裂强度、100﹪定伸应力和300﹪定伸应力以及硬度均先上升后下降，在T=30～40℃处各项力学性能达到最佳。 丁烯-1与己烯-1共聚实验(PBH)结果表明：本聚合实验(己烯-1的摩尔百分含量为20﹪)较适宜的聚合条件为：T=40～50℃，Al/Ti=400～500,Ti/BH=3～4×10-5。随着聚合温度的升高，共聚物的特性粘数下降，其在二氯甲烷中的不溶物含量下降。单体中己烯-1含量增加也使共聚物在二氯甲烷中的不溶物含量下降，表明己烯-1的加入对共聚物微观结构有着明显的影响，破坏了聚丁烯-1的结晶度。随着共聚物PBH中己烯初始摩尔含量的增加,PBH的刚性和强度大幅下降，断裂伸长率显著提高。当己烯初始摩尔含量达到7﹪以后时，PBH结晶度降至最低，强度和刚性迅速降至最低值，伸长率则迅速增大，之后均趋于稳定。PBH对PP具有明显的增韧改性效果，随着PBH用量的增加，共混物的拉伸强度、弯曲强度、硬度、耐热性均呈下降趋势，而断裂伸长率和冲击强度均显著提高。己烯摩尔初始含量为30﹪的丁烯-己烯共聚物作为纳米CaCO3的载体，其分散性及其加工性良好。用两者的混合体填充改性PP效果较好。 丁烯-1与乙叉降冰片烯(ENB)共聚结果表明：转化率随ENB/Bt-1上升而下降，随Al/Ti和聚合温度的上升而先上升后下降，适宜的聚合条件为Al/Ti=200,T=30℃。聚合物的特性黏数随ENB/Bt-1上升而先下降后上升，随Al/Ti上升而下降；聚合温度为30℃时聚合物的特性黏数最大，Ti/(ENB+Bt-1)为3×10-5特性黏数大于5×10-5。聚合物在CH2Cl2的不溶物含量随ENB/Bt-1含景增加而先下降后上升，随Al/Ti上升变化不明显。并对产物进行了红外分析。聚丁烯-1热塑性弹性体在防水卷材中应用试验结果表明：随着充油量的增加，材料的强度下降，韧性增强，门尼黏度下降，芳烃油最佳用量为25份；随着CaCO3用量的增加，材料的拉伸强度和撕裂强度均先略微上升然后下降，CaCO3的最佳用量为80份；随着炭黑用量的增加，材料的拉伸强度呈先上升后下降的趋势，撕裂强度上升，在炭黑用量在25～30份左右时材料的拉伸强度达到最大值，炭黑的最佳用量为25份。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

文献综述

前言

实验部分

结果与讨论

第一章负载钛催化体系合成低相对分子质量聚丁烯-1

第二章负载钛催化丁烯-1与己烯-1共聚

第三章钛催化丁烯-1与乙叉降冰片烯共聚研究

第四章聚-1丁烯热塑性弹性体在防水卷材中的应用研究

结论

参考文献

致谢

附件：读研期间发表论文

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