聚合温度对负载型Ziegler-Natta催化剂催化丁二烯-异戊二烯共聚合的影响

doi:10.7503/cjcu20200163

高等学校化学学报 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (8): 1873.doi: 10.7503/cjcu20200163

聚合温度对负载型Ziegler-Natta催化剂催化丁二烯-异戊二烯共聚合的影响

张俊英, 彭伟, 陈子威, 贺爱华

山东省烯烃催化与聚合重点实验室, 橡塑材料与工程教育部重点实验室, 青岛科技大学高分子科学与工程学院, 青岛 266042

收稿日期:2020-03-25 出版日期:2020-08-10 发布日期:2020-06-18
通讯作者: 贺爱华,女,博士,教授,主要从事烯烃配位聚合及聚合物结构与性能研究.E-mail:aihuahe@iccas.ac.cn,ahhe@qust.edu.cn E-mail:aihuahe@iccas.ac.cn,ahhe@qust.edu.cn
基金资助:
山东省重大科技创新项目（批准号：2019JZZY010352）\，国家自然科学基金（批准号：51473083）及泰山学者工程资助.

Effect of the Polymerization Temperature on the Copolymerization of Butadiene and Isoprene Catalyzed by Supported Ziegler-Natta Catalyst

ZHANG Junying, PENG Wei, CHEN Ziwei, HE Aihua

Shandong Provincial Key Laboratory of Olefin Catalysis and Polymerization, Key Laboratory of Rubber-plastics(Ministry of Education), School of Polymer Science and Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266042, China

Received:2020-03-25 Online:2020-08-10 Published:2020-06-18
Supported by:
Supported by the Major Scientific and Technological Innovation Project of Shandong Province, China(No.2019JZZY010352), the National Natural Science Foundation of China(No.51473083) and the Taishan Scholar Program, China.

摘要/Abstract

摘要： 非均相TiCl₄/MgCl₂-AlR₃型Ziegler-Natta（非均相Z-N）催化剂是聚烯烃工业最重要的催化剂，经烷基铝活化的非均相Z-N催化剂具有复杂的活性中心结构，改变聚合温度、聚合时间、烷基铝种类及浓度等均会影响活性中心结构与催化性能.本文研究了不同聚合温度下TiCl₄/MgCl₂-AlEt₃（三乙基铝）催化丁二烯（Bd）和异戊二烯（Ip）的共聚合动力学，研究发现，随着聚合时间的延长，聚合活性先升高然后降低，在50℃聚合活性最高.采用核磁共振波谱（¹H NMR）、紫外荧光定硫仪和凝胶渗透色谱（GPC）研究了共聚物的微观结构、活性中心数和分子量及其分布，发现随着聚合时间的延长及聚合温度的升高，活性中心数、共聚物中反式-1，4-结构、分子量及分子量分布均发生不同规律的变化.本文研究结果可为进一步理解非均相Z-N催化剂在不同聚合温度下催化共轭二烯烃聚合的动力学及其关键影响因素提供参考.

关键词: Ziegler-Natta催化剂, 异戊二烯, 丁二烯, 共聚合, 温度, 配位聚合

Abstract: As the most important catalysts in polyolefin industry, heterogeneous TiCl₄/MgCl₂ Ziegler-Natta(Heterogeneous Z-N) catalysts activated by alkylaluminium show complex active center structures, which are sensitive to polymerization temperature, polymerization time, type and concentration of alkylaluminium. In this paper, the copolymerization kinetics of butadiene(Bd) and isoprene(Ip) catalyzed by TiCl₄/MgCl₂-AlEt₃(triethylaluminium) at different polymerization temperatures were studied. It was found that the activity of the copolymerization increased firstly and then decreased with the increase in the polymerization time, and the highest activity was observed at 50℃. The microstructure, the number of active centers, molecular weight and molecular weight distribution of the copolymers studied by proton nuclear magnetic resonance(¹H NMR), microcoulometric sulfur spectrometer and gel permeation chromatography(GPC) changed in different ways with the increase in polymerization temperature and polymerization time. The results of this study is helpful for further understanding the kinetics and its key influencing factors of conjugated diolefin polymerization catalyzed by heterogeneous Z-N catalysts under different polymerization temperatures.

Key words: Ziegler-Natta catalyst, Isoprene, Butadiene, Copolymerization, Temperature, Coordination polymerization

中图分类号:

O631

TrendMD:

张俊英, 彭伟, 陈子威, 贺爱华. 聚合温度对负载型Ziegler-Natta催化剂催化丁二烯-异戊二烯共聚合的影响. 高等学校化学学报, 2020, 41(8): 1873.

ZHANG Junying, PENG Wei, CHEN Ziwei, HE Aihua. Effect of the Polymerization Temperature on the Copolymerization of Butadiene and Isoprene Catalyzed by Supported Ziegler-Natta Catalyst. Chem. J. Chinese Universities, 2020, 41(8): 1873.

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聚合温度对负载型Ziegler-Natta催化剂催化丁二烯-异戊二烯共聚合的影响

Effect of the Polymerization Temperature on the Copolymerization of Butadiene and Isoprene Catalyzed by Supported Ziegler-Natta Catalyst

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