给电子体的制备及MgCl2/TiCl4/ID催化丙烯聚合的性能研究

论文摘要

本文以丙二酸二乙酯为原料,经取代、还原和酯化（或成醚）三个步骤制备了一系列给电子体,并使用GC-MS对产物结构进行了验证,结果验证了合成路线的可行性。进而以合成出的给电子体为原料,与TiCl4一起和MgCl2晶体复配,并分别使用紫外和气相色谱考察了复配产物MgCl2/TiCl4/ID催化剂中Ti和ID的含量,分析表明证明二者均顺利负载在催化剂中。同时考察了不同内给电子体（ID）对于MgCl2载钛量的影响,结果表明,对于结构类似的给电子体,不同类型ID的性能以载钛量为衡量标准,按照以下顺序递增:二酯<二醇酯<二醚。本实验采用了Gaussian03对上述合成的给电子体进行结构优化,模拟得出几种给电子体的可能空间结构和相关参数。结合复配催化剂的载钛量考察了ID与TiCl4的相互作用,并为此建立了直接和间接作用两种模型。通过分析可以看出,ID的官能基团上O的电子状态和2-位的空间位阻的综合作用可能就决定了MgCl2/TiCl4/ID复配催化剂的性能,直接表现就是载钛量。采用本体聚合的方法制备了聚丙烯,并对产物进行了DSC和红外测试以获得产物的热性能和等规指数的相关数据。同时本实验考察了不同给电子体组合催化剂体系的性能,并结合上述模拟的结果进行比较。实验表明,作为内给电子体（ID）,上述各类物质（二酯、二醇酯、二醚）对于活性和产物性能的影响趋势基本一致,即活性较高的MgCl2/TiCl4/ID催化剂所制得的产物等规度也较高,而等规度又直接影响到热性能结果;作为外给电子体,它们的加入极大程度得提高了催化活性和聚丙烯的等规度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 引言
• 2.2 Ziegler-Natta催化剂的技术进展
• 2.3 Zigler-Natta催化剂各组分的作用及其进展
• 2.3.1 载体
• 2 型载体'>2.3.1.1 MgCl₂型载体
• 2/MgCl₂ 复合型载体'>2.3.1.2 SiO₂/MgCl₂复合型载体
• 2.3.2 给电子体的作用
• 2.3.2.1 给电子体对于催化剂组成的影响
• 2.3.2.2 给电子体对于催化剂活性的影响
• 2.3.2.3 给电子体对于聚合物性能的影响
• 2.3.2.4 给电子体的作用机理
• 2.3.3 内给电子体的研究进展
• 2.3.3.1 单酯类内给电子体
• 2.3.3.2 二酯类内给电子体
• 2.3.3.3 二醚类内给电子体
• 2.3.3.4 二醇酯类内给电子体
• 2.3.4 外给电子体的研究进展
• 2.3.4.1 芳香族羧酸酯类外给电子体
• 2.3.4.2 有机胺类外给电子体
• 2.3.4.3 有机硅氧烷类外给电子体
• 2.3.4.4 杯芳烃类外给电子体
• 2.4 二醚化合物在Ziegler-Natta催化剂中的应用
• 2.5 本论文的意义和主要研究内容
• 2/TiCl₄/ID复配催化剂的制备'>第三章 MgCl₂/TiCl₄/ID复配催化剂的制备
• 3.1 给电子体的合成及表征
• 3.1.1 原料
• 3.1.2 原料处理方法
• 3.1.3 1, 1-环戊二甲酸二乙酯的合成
• 3.1.4 1, 1-二羟甲基环戊烷的制备
• 3.1.5 1, 1-环戊二甲醇二乙酸酯的制备
• 3.1.6 1, 1-二（乙氧甲基）环戊烷的制备
• 3.1.7 2, 2-二乙基丙二酸二乙酯的制备
• 3.1.8 2, 2-二乙基-1, 3-二丙醇的制备
• 3.1.9 2, 2-二乙基-1, 3-二丙醇二乙酸酯的制备
• 3.1.10 产物的表征及测试
• 3.1.10.1 产物纯度的测试
• 3.1.10.2 产物结构的验证
• 2/TiCl₄/ID复配催化剂的制备'>3.2 MgCl₂/TiCl₄/ID复配催化剂的制备
• 3.2.1 原料
• 3.2.2 原料处理方法
• 2·nC₂H₅OH的制备'>3.2.3 MgCl₂·nC₂H₅OH的制备
• 2/TiCl₄/ID复配催化剂的制备'>3.2.4 MgCl₂/TiCl₄/ID复配催化剂的制备
• 3.2.5 产物的表征及测试
• 2·nC₂H₅OH中n值的测定'>3.2.5.1 MgCl₂·nC₂H₅OH中n值的测定
• 3.2.5.2 Ti含量的测定
• 3.2.5.3 ID含量的测定
• 3.2.6 结果与讨论
• 2·nC₂H₅OH中n值的影响'>3.2.6.1 乙醇加入量对MgCl₂·nC₂H₅OH中n值的影响
• 4 的相互作用'>3.2.6.2 ID与TiCl₄的相互作用
• 3.3 本章小结
• 2/TiCl₄丙烯聚合催化剂活性及产物性能影响的研究'>第四章 给电子体对于MgCl₂/TiCl₄丙烯聚合催化剂活性及产物性能影响的研究
• 4.1 原料
• 4.2 原料处理方法
• 4.3 丙烯的聚合
• 4.4 聚合物的表征
• 4.4.1 催化剂活性的表征
• 4.4.2 聚合物等规度的表征
• 4.4.3 聚合物热性能的分析
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 内给电子体的作用
• 4.5.1.1 对聚丙烯性能的影响
• 4.5.1.2 对催化活性的影响
• 4.5.2 外给电子体的作用
• 4.6 本章小节
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢