丙烯聚合Z-N催化剂中的给电子体及其作用机理研究

丙烯聚合Z-N催化剂中的给电子体及其作用机理研究
摘要:Z-N催化剂就是I-族金属烷基化合物与IV-X族过渡金属化合物双组分体系,为了提升聚合物的规整性,在聚合反应的过程中常常需要加入辅助电子体物质,该种物质就是外给电子体。根据加入方式,给电子体包括内给电子体与外给电子体两种类型,虽然其生产目的是一样的,但是,对于催化剂则会产生不同的影响,在实际的生产过程中,需要综合给电子体的空间特征、化学特征以及电子特征进行选择,本文主要分析丙烯聚合Z-N催化剂中的给电子体及其作用机理。
关键词:丙烯聚合Z-N催化剂;给电子体;作用机理
聚丙烯(PP)在近年来得到了迅速的发展,截止到目前为止,聚丙烯已经成为工业中应用最为广泛的树脂品种,其发展与Z-N催化剂有着密切的关系,未来阶段下的发展也主要依赖Z-N催化剂。
Z-N催化剂就是I-族金属烷基化合物与IV-X族过渡金属化合物双组分体系,为了提升聚合物的规整性,在聚合反应的过程中常常需要加入辅助电子体物质,该种物质就是外给电子
体,在添加这种物质之后,可以有效提升聚丙烯的生产质量。大庆炼化公司聚丙烯装置采用Basell公司的Spheripol(环管)技术,使用TiCl4为主催化剂,三乙基铝(AlEt3)为助催化剂的催化体系,Donor-C作为外给电子体加入催化体系,用于调节聚丙烯产品的等规度。
一、给电子体的种类与应用方式
根据加入方式,给电子体包括内给电子体与外给电子体两种类型,虽然其生产目的是一样的,但是,对于催化剂则会产生不同的影响,这样就会表现出不同的功能,在实际的生产过程中,需要综合给电子体的空间特征、化学特征以及电子特征进行选择,催化剂性能不仅由两种碱单独性质决定,也依赖于两者之间的一个互补性。
(一)内给电子体大灯高度可调
内给电子体可以有效提升负载型催化剂的效果,与外给电子体相比而言,内给电子体的效果更加的显著,从传统的研究来看,内给电子体经历了这样的发展历程:即芳香单酯——芳香二酯——二醚,这几种电子体与三代Z-N催化剂都有着密切的关系。扎把机
在几种内给电子体中,二醚化合物是近年来发现的一种新产物,该种化合物在没有外给电子体的条件下也可以有良好的活性,并能够制备出质量较好的聚丙烯。
对于这一问题,Morini进行了深入的分析,分析结果显示,在同等聚合条件下,二醚的立构规整性与活性都能够达到传统邻苯二甲酸二异丁酯与硅烷催化物相结合的活性。
综上所述,二醚是一种良好的内给电子体,该种电子体不需要其他电子体的辅助就能够完成反应,这样就有效的降低反应的复杂性,有着良好的应用前景。
(二)外给电子体
外给电子体与内给电子体相比,有着辅助性的作用,在聚合反应过程中,加入外给电子体可以很好的提升立构规整性,也可以有效提升催化剂的反应性能,目前,国内外的专家学者也针对外给电子体进行了深入的分析和研究,这些理论也为新型外给电子体的开发奠定了坚实的研究基础。
外给电子体包括胺类物质、酯类物质以及硅烷类物质三种,在具体的反应过程中,需要根据活化剂酸性以及反应物自身碱性进行选择,此外,还要重点考虑到内给电子体的结构问
题,只有完善的考虑到这几个因素,才能够很好的提升生产效率。就目前来看,硅烷类外给电子体已经在工业领域中得到了普及,但是其反应还存在一些不足,在下一阶段下,还需要寻求新的替代物质。
二、给电子体作用机理分析
催化体系有着复杂性的特征,虽然很多专家针对丙烯聚合Z-N催化剂中的给电子体的反应进行了深入的分析与研究,但是,尚未得出统一的结论,部分专家甚至得出了完全相反的结论。有关理论认为,在内给电子体的反应中,EB(苯甲酸乙酯)与TiCl4MgCl2是一种相互分离的关系,而另外一部分理论则提出,EB多功能折叠椅TiCl4MgCl2是可以相互作用的,还有部分学者提出,内给电子体并不会对等规活性位置产生影响,而是通过TiCl4MgCl2的相互作用形成。
在一般情况下,外给电子体可以起到活性位置过渡的功效,因此,能够用作无规位置选择性中毒剂,此时,聚合物等规指数虽然会扩大,但是其产率是不断降低的,关于这一作用机理,很多专家进行了深入的分析。传统的研究结果指出,外给电子体会引起等规指数的增加,且外给电子体与共催化剂会共同作用结合为复合体,从而减少有效催化剂的量,导
致聚合物分子量增大。在装置生产中也表现出增加DONOR加入量后,产品熔融指数下降,为保证产品质量,在调节等规度时应及时调整氢气加入量。近期的研究指出,给电子体会导致无规位置中毒,且形成一种新的等规位置。
在整个催化体系中,外给电子体起着十分重要的作用,内给电子体则会与AlEt3发生反应,从催化剂表面移走,这样就会导致聚合物等规指数大幅降低,而外给电子体即可有效的填充这一位置,起到内给电子体的效用。
三、结语
总而言之,目前世界范围内关于给电子体已经进行了深入的分析与探究,也取得了丰硕的成果,但是还存在一些不足,在外来阶段下,还需要对其表征手段与测试技术进行深入的分析,相信在不久的将来,Z-N催化剂定可以得到更好的发展。
参考文献:
[1]徐德民,马志,宓霞,校正曲线柯毓才蒸汽消毒锅,胡友良,吴春红.新型非对称二醚给电子体丙烯聚合催化剂研究[J]. 高等学校化学学报. 2002(05)
[2]张巧风,原宇平,张春雨,陈斌,张学全.以聚丙二醇二苯甲酸酯为给电子体的丙烯聚合催化剂[J]. 催化学报. 2007(01)
[3]Cecchin G,Morini G,Pelloconi A.A novel MgCl2-supported Ziegler-Natta catalyst composition:stereospecific polymerization of propene without external donor. Macromolecular Symposia . 2009
[4]薛军,高明智,李天益.MgCl2负载TiCl4催化剂中内给电子体对活性组分钛的影响[J]. 高分子学报吸附剂再生. 2006(07)

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