燕山石化K1008 聚丙烯PP均聚注塑级用料
第 一 类非均相的Mg-Ti催化体系通常由TiCl4吸附在无水MgCl2载体上构成,采用烷基铝活化,研究表明MgCl2不仅是载体还是活化剂,它的存在增加了活性点位的浓度,提高了kp,聚合温度在60~100℃之间,较高的聚合温度导致向铝和单体的链转移反应速率很高,这种链转移是通过β-氢化物消除机理进行的,可以制备出分子量接近10×106g/mol的UHMWPE。这类负载型催化体系活性点位非常接近,但反应性不同,因此合成的UHMWPE分子量分布较宽,链缠结程度高,聚合产物具有高的堆积密度和均匀的尺寸分布,高的聚合温度降低了PE链的结晶速率,因此合成的UHMWPE难以熔融加工,产品容易导致晶界缺陷,承受机械应力性能差,不能用作关节植入体。
茂金属属于有机金属化合物,过渡金属夹在两个π-配体之间,发现甲基铝氧烷(MAO)作为活化剂后,茂金属络合物彻底改变了烯烃的催化聚合。虽然茂金属催化体系活性高,但是易于发生链转移或终止反应, 初只能合成低分子量聚乙烯。通过适当调整配体的位阻和电子性能、选择合适的活化剂以及反应条件,茂金属可以合成出UHMWPE。已经发现,金属中心周围的空间越拥挤,合成PE的分子量越高,这是由于抑制了β-氢化物的消除反应造成的。当甲基/烷基取代基的供电子诱导作用增加后,PE的分子量也会提高。但是,聚合温度的增加会降低PE分子量。
后茂金属催化体系中有的体系可以有效促进乙烯聚合,如日本三井化学Fujita团队提出的IV主族过渡金属络合物,该催化剂体系由非对称双齿配体组成,例如苯氧基-亚胺,吡咯化物-亚胺,吲哚-亚胺、苯氧基-吡啶、苯氧基-醚或亚胺-吡啶络合物。在这众多催化体系中,双(苯氧基亚胺)为配体的催化体系,金属中心周围形成扭曲的八面体结构,两个螯合配体具有两个亚胺氮,两个酚氧基和两个氯化物配体。当Ti为金属中心时可以合成分子量0.17×106 g/mol的聚乙烯,这可能与钛较小的尺寸以及对烯烃较高的亲和力有关;当使用五氟苯基作为亚胺氮的取代基时,聚乙烯分子量增加到了2.3×10 6 g/mol。除苯氧基亚胺钛催化剂外,其它IV主族金属配合物催化体系很少可以合成UHMWPE。Eisen等人制备了双(亚氨基二硫代二膦酸酯基)钛和锆络合物,合成出了分子量为2.5×106 g/mol的UHMWPE;有研究者将2-羟甲基苯酚配位的钛络合物催化乙烯聚合,成功制备出了分子量为2.56×10 6 g/mol的UHMWPE;Tuskaev等人使用1,2-二醇钛络合物合成出了UHMWPE(分子量= 7.7×106 g/mol)这种UHMWPE具有高强度(2.0~2.8 GPa)和高模量(145 GPa)的特点,而且可以在无溶剂的条件下进行加工。
有的研究者也采用其它金属为活性中心合成UHMWPE。Velikova等人发现使用基于钒基金属络合物VOCl3的齐格勒型催化剂可以合成分子量为2.0-5.3×106 g/mol的PE;Rastogi等人使用TIBAL活化了双(亚氨基)吡啶(BIMP)铬配合物合成了UHMWPE,发现通过庞大的甲硅烷基酰胺配体稳定的无助催化剂三配位中性铬(III)配合物可得到分子量为3.3×106 g/mol的UHMWPE。