System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种载MAO铝掺杂硅胶载体及其制备方法和应用技术_技高网
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一种载MAO铝掺杂硅胶载体及其制备方法和应用技术

技术编号:42674682 阅读:30 留言:0更新日期:2024-09-10 12:27
本发明专利技术公开了一种载MAO铝掺杂硅胶载体及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的载MAO铝掺杂硅胶载体包括铝掺杂硅胶载体和负载于该铝掺杂硅胶载体上的MAO;其中,上述铝掺杂硅胶载体包括硅胶载体和通过Si‑O‑Al键附着在硅胶载体表面的铝,MAO通过Si‑O‑Al<subgt;MAO</subgt;键或Si‑O‑Al‑O‑Al<subgt;MAO</subgt;键与铝掺杂硅胶载体连接。载MAO铝掺杂硅胶载体中的MAO与茂锆化合物发生Me‑Cl基团交换并进一步攫取茂锆中心的Clˉ或Meˉ形成活性物种,形成负载型茂金属催化剂。负载型茂金属催化剂能够对烯烃聚合进行有效催化,得到的茂金属聚丙烯的立构规整度高,数均分子量在10<supgt;3</supgt;~10<supgt;5</supgt;道尔顿之间,分子量分布在2.5~10.0之间,熔点在130~160℃范围内且具有较大的PDI,便于后续的聚丙烯加工,具有良好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及茂金属催化剂,特别是涉及一种载mao铝掺杂硅胶载体及其制备方法和应用。


技术介绍

1、茂金属催化剂的开发应用是继传统的ziegler-natta催化剂之后,烯烃聚合催化剂领域的又一重大突破,特别是80年代,kaminsky和sinn等人(angew.chem.,1980,19,390;adv.organoment.chem.,1980,18,99.)开发出高效助催化剂甲基铝氧烷(mao),使得茂金属催化剂的研究进入到了一个快速发展的阶段。由于均相茂金属催化剂要达到高活性所需的mao用量大,生产成本高,并且得到的聚合物为无定形,因此无法在应用广泛的淤浆法或气相法聚合工艺上使用。而克服上述问题的有效办法就是把可溶性茂金属催化剂进行负载化处理。

2、2000年,俄罗斯科学院物理化学研究所的khukanova等人(proceedings of thehuman factors&ergonomics society annual meeting 2000,58(5),92–96)使用devison硅胶负载甲基铝氧烷(mao-sio2,比表面积300m2/g),活化外消旋结构的茂金属化合物,催化丙烯聚合的活性分别达到106.3和191.8kg(pp)/g(zr)·h,前者进一步加入[ph3c]+[b(c6f5)4]ˉ时活性提升至248.8kg(pp)/g(zr)·h。三者获得mpp的分子量mn在2.2–3.0×104dalton,ir谱测得的等规度约84–86%。这些结果表明zrcl2和zrme2基的变化对活性有着不可忽略的影响。日本先进科学技术研究所材料部门的sano课题组(polymer 2000,41,4005–4012)使用fuji silysia公司的无定型硅胶p3(平均孔径/比表面积556m2/g)、p6(平均孔径/比表面积437m2/g)和p10(平均孔径/比表面积239m2/g),负载mao活化rac-et(ind)2zrcl2,在40℃下前两者的活性相差不大,分别为2.2和2.3kg(pp)/g(zr)·h,得到mpp的分子量mw是3.5和3.6×104dalton,pdi为2.2和2.1,等规度[mmmm]达到79.5%。随后于2001年kaminsky等人(macromol.chem.phys.2001,202,2161–2167)使用witco公司的mao-sio2,研究rac-me2si(2-me-4-c10h7ind)2zrcl2的本体和甲苯溶剂於浆聚合,其中加入alibu3共活化剂,结果发现催化剂活性物种颗粒的裂分聚合现象,在60℃时的活性达到3546kg(pp)/g(m)·h,低于非负载的均相反应活性(在75℃达到9591.8kg(pp)/g(m)·h)。mpp的熔点测定结果显示,熔化温度155-150℃,略低于均相的165-160℃,表明在负载状态下,丙烯分子插入聚合链方位的“错误”数量较大,导致聚合物的整体规整度降低,影响了聚合物的物性。2011年,moscow州立大学的nifant'ev团队(organometallics 2011,30,5744–5752)则采用grace-davison公司的sylopol 948硅胶,在600℃煅烧后负载mao,活化茂金属化合物,在65℃、液态丙烯下,活性分别达到690.6、690.6、1370.3和1304.5kg(pp)/g(zr)·h,产物mpp的tm测定为157.8、159.0、157.4、160.3℃,显示高等规结构调控水平,同时mw(59.1、54.8、79.5、35.5×104)以及pdi(3.4、2.7、2.8、2.1)确定茂金属单活性中心特征。特别值得注意的是,h2调使反应活性都明显提高,达2334.9、2674.7、2674.7、2674.7kg(pp)/g(zr)·h;但是mpp的mw降至29.8、25.1、21.9、25.3×104,tm(157.8、159.0、157.4、160.3℃)以及pdi(3.5、2.7、2.2、1.9)变化不大。上述报道结果均显示,使用sio2载体,能够很好地改善聚合物的形貌,也即硅胶载体负载mao进而活化茂金属形成催化活性中心,在聚合反应过程中进一步承担了聚合物高效成核的作用,有效阻止了活性中心在反应器壁的粘附。但是催化活性中心的负载反过来对反应活性以及聚合物的分子量较溶液均相体系产生很大的变度。相对于未负载的茂金属催化剂在液相中保持很好的结构状态,负载型的茂金属催化剂在於浆反应态可能一定程度上又受到载体的孔道限域效应影响,因为在负载mao时,sio2与金属al之间形成了共价键(chem.rev.2000,100,1377–1390)。

3、fink课题组研究了微观状态的mao与sio2之间的作用(macromol.symp.2001,173,77–87),一方面mao在sio2表面都可以达到均一化的负载效果,进而以之活化产生的茂金属活性中心也呈现均一性。

4、近年来,茂金属聚丙烯催化剂及其使用技术正被国产化,但是面临系列的问题如茂金属化合物的优选和合成、硅胶载体的制备及其载茂金属化合物的技术、工艺和生产过程的热动力学控制、产品的分子结构和功能调控等,其中高效负载型茂金属催化剂的制备是关键问题,这涉及到硅胶载体的设计制备、载体与烷基铝氧烷助剂的化学负载技术、茂金属化合物的化学活化负载技术、活性中心对丙烯分子聚合的立构选择性调控科学等,如何提高茂金属聚丙烯的立构规整度是本领域的主要研究方向之一。


技术实现思路

1、本专利技术的目的之一在于克服上述缺陷,提供一种载mao铝掺杂硅胶载体。

2、本专利技术的又一目的为,提供一种上述载mao铝掺杂硅胶载体的制备方法。

3、本专利技术的再一目的为,提供一种上述载mao铝掺杂硅胶载体的应用。

4、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现。

5、一种载mao铝掺杂硅胶载体,包括铝掺杂硅胶载体和负载于该铝掺杂硅胶载体上的mao;

6、其中,上述铝掺杂硅胶载体,包括硅胶载体和通过si-o-al键附着在硅胶载体表面的铝,其硅/铝比为30-150,比表面积为250.3-274.1m2/g,孔容在1.50-1.64cm3/g,最可几孔径为10-30nm,平均孔径为18.1-18.7nm;

7、上述mao通过si-o-almao键或si-o-al-o-almao键与上述铝掺杂硅胶载体连接。

8、一种上述载mao铝掺杂硅胶载体的制备方法,包括如下步骤:

9、(1)配制sio2含量为10-30wt%的硅酸钠水溶液;

10、(2)向反应容器中依次加入体积比为4:4:0.25-1的去离子水、上述硅酸钠水溶液和20-50wt%的硫酸溶液,持续搅拌,在25-80℃下反应0.5-3h,得到第一反应液;

11、(3)维持第一反应液的ph为8-9,在30-80℃下老化15-30h,得到第二反应液;

12、(4)将上述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种载MAO铝掺杂硅胶载体,其特征在于,包括铝掺杂硅胶载体和负载于该铝掺杂硅胶载体上的MAO;

2.一种权利要求1所述的载MAO铝掺杂硅胶载体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.权利要求1所述的载MAO铝掺杂硅胶载体在制备负载型茂金属催化剂中的应用。

4.一种负载型茂金属催化剂,其特征在于,由权利要求1所述的载MAO铝掺杂硅胶载体与茂锆化合物发生Me-Cl基团交换并摄取上述茂锆化合物中的Clˉ或Meˉ形成,其包括载MAO铝掺杂硅胶载体阴离子和活性茂金属阳离子,上述负载型茂金属催化剂中Al/Zr的质量比为110/1,Zr的含量为0.20-0.80wt%;

5.如权利要求4所述的负载型茂金属催化剂,其特征在于,所述活性茂金属阳离子的结构式为:{rac-Me(cyclo-C6H11)Si[2-Me-4-(p-tBuC6H4)Ind]2ZrMe}+。

6.一种权利要求4或5所述的负载型茂金属催化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

7.权利要求4或5所述的负载型茂金属催化剂在催化α-烯烃的聚合反应中的应用。

8.一种α-烯烃聚合物的制备方法,其特征在于,α-烯烃在权利要求4或5所述的负载型茂金属催化剂的催化下进行聚合,得到上述α-烯烃聚合物。

9.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述α-烯烃为丙烯,所述负载型茂金属催化剂的用量为0.00001-100mg/g丙烯,所述聚合反应的温度为-40-150℃,时间为0.016-60h,除杂剂的用量为0-100mmol/g丙烯,氢气的用量为0-0.10g/g丙烯。

10.一种α-烯烃聚合物,其特征在于,由α-烯烃在权利要求4或5所述的负载型茂金属催化剂的催化下发生聚合反应得到。

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【技术特征摘要】

1.一种载mao铝掺杂硅胶载体,其特征在于,包括铝掺杂硅胶载体和负载于该铝掺杂硅胶载体上的mao;

2.一种权利要求1所述的载mao铝掺杂硅胶载体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.权利要求1所述的载mao铝掺杂硅胶载体在制备负载型茂金属催化剂中的应用。

4.一种负载型茂金属催化剂,其特征在于,由权利要求1所述的载mao铝掺杂硅胶载体与茂锆化合物发生me-cl基团交换并摄取上述茂锆化合物中的clˉ或meˉ形成,其包括载mao铝掺杂硅胶载体阴离子和活性茂金属阳离子,上述负载型茂金属催化剂中al/zr的质量比为110/1,zr的含量为0.20-0.80wt%;

5.如权利要求4所述的负载型茂金属催化剂,其特征在于,所述活性茂金属阳离子的结构式为:{rac-me(cyclo-c6h11)si[2-me-4-(p-tbuc6...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱红平彭彦博蒋文军刘兵妮江巧珠
申请(专利权)人:厦门大学
类型:发明
国别省市:

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