复合载体负载型催化剂制备可调变性能UHMWPE的研究

摘要

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的研究目前发展较快，已经工业化应用的催化剂虽然具有较高的活性，但催化动力学特性表现出衰减型，反应温度不易控制。制备粘均分子量在300~104 g/mol以上的UHMWPE用催化剂及聚合工艺研究较多，在微氢条件下制备粘均分子量小于150~104 g/mol的特高分子量聚乙烯（VHMWPE）及其分子量控制的研究较少。本文通过改善催化剂的载体结构，制备出一种具有稳定型动力学特性的复合载体负载型催化剂，进而研究了UHMWPE制备、分子量控制以及微氢条件下VHMWPE制备的方法及工艺条件，对VHMWPE的制备工艺开发具有重要意义。
　　在催化剂的制备过程中，通过调节复合载体中硅胶与氯化镁配比，考察了复合载体的组成对催化剂形态、活性及动力学特性的影响；评价了由此催化剂制备UHMWPE烯的聚合性能，并分析其聚合动力学特性；探究了聚合温度和聚合压力对乙烯于己烷溶剂中溶解度的影响，搅拌及固相聚合物的质量对传质系数的影响；研究了此种催化剂的氢调敏感性，探索了微氢条件下制备VHMWPE的聚合特性，阐述了聚合条件对VHMWPE性能的影响关系。
　　研究结果表明：随着催化剂复合载体中硅胶组分加入比例的增加，催化剂的形态更好，催化动力学趋于平稳型，有利于反应的控制，但在一定程度上会降低催化剂活性。延长反应时间或增加催化剂的用量会增加传质过程对催化剂活性的限制。在UHMWPE制备条件中，相比于其它条件，聚合温度和聚合压力对催化剂活性影响较大，聚乙烯的粘均分子量对反应温度的变化较为敏感，对氢气的加入量表现更为敏感。在聚合气氛中，微量氢的存在显著地导致聚乙烯粘均分子量的降低，随着氢气含量的增加，聚合温度和助催化剂三乙基铝对分子量的调节能力降低，压力的调节能力增加，最大活性下的铝钛摩尔比增大。

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第一章 文献综述

1.1聚乙烯树脂及其应用

1.2乙烯聚合工艺

1.3聚乙烯催化剂现状

1.4钛系催化剂乙烯配位聚合机理

1.5负载型乙烯聚合催化剂组成及作用

1.6 UHMWPE研究进展

1.7本课题的目的和意义

第二章 实验部分

2.1实验原料与仪器

2.2原料预处理

2.3实验方法

2.4分析检测

第三章 结果与讨论

3.1复合载体负载型催化剂的制备

3.2传质过程对乙烯吸收速率的影响

3.3 UHMWPE制备工艺及动力学研究

3.4氢调敏感性及特高分子量聚乙烯制备研究

第四章 结论

4.1结论

4.2展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢