FI负载催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了FI负载催化剂及其制备方法和应用，其中，该FI负载催化剂包括：本体，所述本体具有式I所示的结构；配体，所述配体与所述本体共价相连，所述配体为聚苯乙烯纳米球。该FI负载催化剂是一种压敏性催化剂，只需通过改变聚合反应的压力即可调节合成的聚乙烯的分子量，并且，合成的聚乙烯的分子量的分散性指数高。

FI supported catalyst, preparation method and application thereof

The invention discloses a FI supported catalyst and preparation method and application thereof, wherein, the FI catalyst comprises a body, wherein the body has the structure shown in formula I; ligand. The ligand and the body are covalently linked, the ligand for polystyrene nanoparticles. The FI supported catalyst is a pressure sensitive catalyst that regulates the molecular weight of the synthesized polyethylene by changing the pressure of the polymerization, and the molecular weight of the synthesized polyethylene is high.

【技术实现步骤摘要】
FI负载催化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及化学领域，具体地，涉及FI负载催化剂及其制备方法和应用，更具体地，涉及FI负载催化剂、制备该FI负载催化剂的方法和制备聚乙烯的方法。
技术介绍
聚乙烯是工业上一种常用的聚合物，合成聚乙烯的催化剂有很多，FI催化剂系是近几年发展起来的烯烃聚合高性能催化剂。它的极高的活性、聚合物分子结构的可控性、活性聚合等特性引起人们的兴趣。但现有的FI催化剂催化合成的聚乙烯的分子量的分散性较窄，多通过改变FI催化剂的结构调节催化合成的聚乙烯的分子量范围，难以通过改变反应条件来调节聚乙烯的分子量范围。由此，现有的FI催化剂有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种FI负载催化剂，该催化剂是一种压敏性催化剂，只需通过改变聚合反应的压力调节合成不同的聚乙烯的分子量，并且，合成的聚乙烯的分子量的分散性指数高。需要说明的是，本专利技术是基于专利技术人的下列工作而完成的：专利技术人发现，通过在催化剂引入了空间位阻大的聚苯乙烯纳米球。在聚合压力升高到5bar或更高的时，β-氢消除/还原消除反应的过程急剧增加，通过链转移导致聚乙烯分子量的降低。因而，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种FI负载催化剂。根据本专利技术的实施例，该FI负载催化剂包括：本体，所述本体具有式I所示的结构；配体，所述配体与所述本体共价相连，所述配体为聚苯乙烯纳米球，其中，R1为氢、烷基、杂烷基、芳烷基、环烷基、杂环基、杂芳基或芳烷基；R2为氢、烷基、杂烷基、环烷基或芳烷基。专利技术人惊奇地发现，该FI负载催化剂是一种压敏性催化剂，只需通过改变聚合反应的压力即可调节合成的聚乙烯的分子量，利用该FI负载催化剂在低压下催化聚合可以得到高分子量的聚乙烯，在高压下催化聚合可以得到低分子量的聚乙烯，在聚合过程中先低压聚合再高压聚合，可以催化制备不同分子量分布的聚乙烯。并且，合成的聚乙烯的分子量的分散性可调节。另外，根据本专利技术上述实施例的FI负载催化剂还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，R1为烷基、芳烷基或环烷基；R2为氧代或硫代杂烷基。根据本专利技术的实施例，配体的粒径为10-100nm。根据本专利技术的实施例，本体的钛原子与配体的摩尔比为(0.1-1)：1。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种制备前述FI负载催化剂的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：形成聚苯乙烯纳米球；将所述聚苯乙烯纳米球进行硝化处理，以便得到硝化后的纳米球；将所述硝化后的纳米球进行胺化处理，以便得到胺化后的纳米球；将式II所示化合物负载在所述胺化后的纳米球上，以便得到负载后的纳米球；以及将所述负载后的纳米球进行合成处理，以便获得所述FI负载催化剂，其中，所述式II所示化合物如下：R3为氢、烷基、杂烷基、芳烷基、环烷基、杂环基、杂芳基或芳烷基；R4为氢、烷基、杂烷基、环烷基或芳烷基。专利技术人惊奇地发现，利用本专利技术实施例的制备前述FI负载催化剂的方法，将本体负载在纳米球上得到的FI负载催化剂，只需通过改变聚合反应的压力即可调节合成的聚乙烯的分子量，并且，合成的聚乙烯的分子量的分散性指数高。并且，该方法的步骤简单，易于操作。此外，需要说明的是，该方法制备的FI负载催化剂具有上述FI负载催化剂的全部技术特征和优点，在此不再赘述。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将乳化剂和引发剂进行乳液聚合处理，以便得到所述聚苯乙烯纳米球；将所述聚苯乙烯纳米球在硝酸溶液中超声分散后，在搅拌条件下滴加硫酸并反应6-8小时，以便得到所述硝化后的纳米球；将所述硝化后的纳米球与冰醋酸、盐酸和SnCl2·2H2O混合后搅拌回流，以便得到所述胺化后的纳米球；将所述胺化后的纳米球和式II所示化合物混合，以便得到所述负载后的纳米球；以及将所述负载后的纳米球与正丁基锂和TiCl4混合，以便获得所述FI负载催化剂。根据本专利技术的实施例，所述杂烷基为氧杂烷基、硫杂烷基和氮杂烷基。根据本专利技术的实施例，所述环烷基为C3-7环烷基。根据本专利技术的实施例，所述乳化剂和所述引发剂的摩尔比为(0.5-1.5)：1。根据本专利技术的实施例，所述乳液聚合处理的温度为65-80℃。根据本专利技术的实施例，所述乳液聚合处理是在搅拌条件下进行的，所述搅拌的速度为100-300转。根据本专利技术的实施例，所述硝化后的纳米球与冰醋酸、所述盐酸和所述SnCl2·2H2O是按照1g硝化后的纳米球：1-2ml冰醋酸：0.05-0.1mol盐酸的比例进行混合的。根据本专利技术的实施例，所述负载后的纳米球的酚羟基与所述正丁基锂和所述TiCl4按照摩尔比1：1：1进行混合。根据本专利技术的又一方面，本专利技术提供了一种制备聚乙烯的方法。根据本专利技术的实施例，采用前述的FI负载催化剂催化合成聚乙烯。根据本专利技术实施例的制备聚乙烯的方法，只需通过改变聚合反应的压力即可调节合成的聚乙烯的分子量，该方法利用前述的FI负载催化剂在低压下催化聚合可以得到高分子量的聚乙烯，在高压下催化聚合可以得到低分子量的聚乙烯，在再聚合过程中先低压聚合再高压聚合，可以催化制备不同分子量分布的聚乙烯，易于调控聚乙烯的分子量的分布。并且，该方法合成的聚乙烯的分子量的分散性指数高。根据本专利技术的实施例，所述聚乙烯的分子量与聚合反应的压力呈负相关。根据本专利技术的实施例，采用甲基铝氧烷为助催化剂。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本专利技术一个实施例的FI负载催化剂的结构示意图；图2显示了根据本专利技术一个实施例的制备FI负载催化剂的方法的流程示意图；图3显示了根据本专利技术一个实施例的制备FI负载催化剂的方法的流程示意图；图4显示了根据本专利技术一个实施例的加热至30摄氏度制备的聚乙烯的分子量分布示意图；图5显示了根据本专利技术一个实施例的加热至50摄氏度制备的聚乙烯的分子量分布示意图；图6显示了根据本专利技术一个实施例的双峰聚乙烯的分子量分布示意图；图7显示了根据本专利技术一个实施例的双峰聚乙烯的显微图片示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种FI负载催化剂。参考图1，根据本专利技术的实施例，对该FI负载催化剂进行解释说明，该FI负载催化剂包括：本体100和配体200。根据本专利技术的实施例，本体100具有式I所示的结构；配体200与本体100共价相连，该配体200为聚苯乙烯纳米球。专利技术人惊奇地发现，该FI负载催化剂是一种压敏性催化剂，只需通过改变聚合反应的压力即可调节合成的聚乙烯的分子量，利用该FI负载催化剂在低压下催化聚合可以得到高分子量的聚乙烯，在高压下催化聚合可以得到低分子量的聚乙烯，在聚合过程中先低压聚合再高压聚合，可以催化制备不同分子量分布的聚乙烯。并且，合成的聚乙烯的分子量的分散指数高。根据本专利技术的实施例，该压敏性催化剂催化合成的聚乙烯的分子量的范围大，达本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FI负载催化剂，其特征在于，包括：本体，所述本体具有式I所示的结构；配体，所述配体与所述本体共价相连，所述配体为聚苯乙烯纳米球，

【技术特征摘要】
1.一种FI负载催化剂，其特征在于，包括：本体，所述本体具有式I所示的结构；配体，所述配体与所述本体共价相连，所述配体为聚苯乙烯纳米球，其中，R1为氢、烷基、杂烷基、芳烷基、环烷基、杂环基、杂芳基或芳烷基；R2为氢、烷基、杂烷基、环烷基或芳烷基。2.根据权利要求1所述的FI负载催化剂，其特征在于，R1为烷基、芳烷基或环烷基；R2为氧代或硫代杂烷基。3.根据权利要求1所述的FI负载催化剂，其特征在于，所述配体的粒径为10-100nm。4.根据权利要求1所述的FI负载催化剂，其特征在于，所述本体的钛原子与所述配体的摩尔比为(0.1-1)：1。5.一种制备权利要求1-4任一项所述FI负载催化剂的方法，其特征在于，包括：形成聚苯乙烯纳米球；将所述聚苯乙烯纳米球进行硝化处理，以便得到硝化后的纳米球；将所述硝化后的纳米球进行胺化处理，以便得到胺化后的纳米球；将式II所示化合物负载在所述胺化后的纳米球上，以便得到负载后的纳米球；以及将所述负载后的纳米球进行合成处理，以便获得所述FI负载催化剂，其中，所述式II所示化合物如下：R3为氢、烷基、杂烷基、芳烷基、环烷基、杂环基、杂芳基或芳烷基；R4为氢、烷基、杂烷基、环烷基或芳烷基，任选地，所述杂烷基为氧杂烷基、硫杂烷基和氮杂烷基，任选地，所述环烷基为C3-7环烷基。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠仁，余锋，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44