本论文采用催化合金技术,用国产高活性球形DQ型催化剂采用多段序贯聚合法在反应器中直接聚合成出了聚丙烯合金。通过对合金结构和力学性能的表征,分析了这种聚丙烯合金的相态结构和分子链结构,探讨了结构与性能的关系。 本论文还对聚丙烯多段氢调改性进行了初步研究。 聚合采用三段多次切换的方式。第一段为丙烯的常压预聚合,采用淤浆聚合的方式;第二段为丙烯加压淤浆聚合,将预聚物转入高压釜内进行聚合;第三段为加压气相聚合,将第二段淤浆聚合的溶剂抽干后再进行气相聚合。此过程采用多次切换的方式,即在总时间不变的条件下,进行一段乙丙共聚,再抽去乙丙混合气进行丙烯均聚,然后抽去丙烯气再切换成乙丙共聚,如此反复切换进行(或者是丙烯加氢与非加氢之间切换)。本文将这种聚合工艺称作多段序贯聚合法。 此法意在模拟近年来Basell公司提出的一种基于多区循环反应器(Multi-zone circulation reactor)的新型聚丙烯生产工艺,生产宽分布聚丙烯时聚合物/催化剂粒子在高氢气含量和低氢气含量的两个反应区域间进行快速循环流动,相当于每个粒子在聚合反应停留时间内均经历了多次加氢与非加氢聚合间的反复切换。同样此多区循环反应器技术也应用于丙烯合金(PP/EPR)上,也就是使每个聚合物粒子在聚合反应停留时间内经历了多次丙烯均聚和乙丙共聚间的反复切换。 参考前人对预聚、气相聚合规律的研究,以及本课题的前期实验考察,确定了气相共聚合条件,并在此条件下,在反应器中直接合成出了氢调聚丙烯产品和PP/EPR催化合金。从催化效率结果来看,对于氢调聚丙烯,加氢有明显提升聚丙烯催化效率的作用,而切换频率对此则影响不大。同时本文也采用GPC、DSC、PLM等手段研究了加氢/非加氢切换频率和加氢量对聚丙烯熔融指数、分子量及其分布和结晶形貌的影响。发现在总聚合时间相同时,增加加氢/非加氢阶段间的切换次数对聚合活性影响较小,对聚丙烯的分子量和分子量分布的影响也不明显,但使聚丙烯的球晶尺寸减小,球晶形貌不规整程度增大。增大加氢量使聚丙烯的分子量分布增宽,球晶尺寸减小,且在DSC曲线中出现双熔融峰。 对于两段聚合制备的PP/EPR合金,随着乙丙共聚时间的增加,催化效率先增加,到一定程度后,呈下降趋势;而对于丙烯均聚/乙丙共聚多次切换聚合制备的PP/EPR合金,随切