丙烯基弹性体催化剂的研究进展
2021-10-18王国栋方园园宋文波
王国栋,方园园,宋文波
(中国石化 北京化工研究院,北京 100013)
丙烯基弹性体(PBE)是以丙烯为主要原料,加入少量乙烯(或α-烯烃)单体经溶液聚合而得到的以无定形区域为主的低结晶聚合物。与传统的乙丙橡胶不同,PBE的乙烯含量通常低于20%(w),具有高弹性、高透明性和低温韧性等优异性能,并且与烯烃聚合物尤其是聚丙烯的相容性好,因此被广泛应用于改善聚烯烃的光学性能、密封性、热黏性能、弹性、韧性及柔软性等。目前商品化的PBE以Exxon公司的Vistamaxx、Dow公司的Versify和Mitsui公司的Tafmer为主。
常规的钛系、钒系Ziegler-Natta催化剂在工业上通常用于乙烯含量低于5%(w)或高于45%(w)的丙烯-乙烯无规共聚[1],而合成乙烯含量为10%~20%(w)的丙烯-乙烯共聚物的催化剂主要是由一个过渡金属与一个或两个茂基、茚基、芴基组成的络合物和烷基铝氧烷(通常为甲基铝氧烷(MAO))形成的茂金属催化剂及非茂金属催化剂等均相金属催化剂体系[2]。国内关于PBE的研究大多集中于对国外产品进行结构和性能分析以及应用等方面,对于催化剂构效关系的报道较少[3-7]。
本文综述了国内外合成PBE的催化剂,包括茂金属催化剂、限定几何构型催化剂(CGC)以及非茂金属催化剂,分析了催化剂的结构与性能的关系,对开发新型高效烯烃聚合催化剂提出了展望。
1 茂金属催化剂
2003年,Exxon化学公司使用自主研发的Exxpol茂金属催化剂技术以及溶液聚合法制备了具有立构规整度的丙烯-乙烯共聚物[8]。采用的桥联双茚基铪催化剂的催化活性可达274 kg/(g·h),共聚物的乙烯含量只有14%(w),熔点约为51 ℃,拉伸强度大于8.8 MPa,弹性回复优异(低于5%),在弹性、弯曲模量和拉伸强度之间达到了很好的平衡,具有广阔的应用前景。……
