1-丁烯聚合工艺及其产物结构与性能研究

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1、硕士学位论文1-丁烯聚合工艺及其产物结构与性能研究POLYMERIZATIONPROCESSOF1-BUTENEANDITSPRODUCTSTRUCTUREANDPROPERTIES贺强哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TQ325.1学校代码：10213国际图书分类号：66密级：公开工学硕士学位论文1-丁烯聚合工艺及其产物结构与性能研究硕士研究生：贺强导师：徐用军教授申请学位：工学硕士学科：化学工艺所在单位：化工学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TQ325.1U.D.C:66Diss

2、ertationfortheMasterDegreeinEngineeringPOLYMERIZATIONPROCESSOF1-BUTENEANDITSPRODUCTSTRUCTUREANDPROPERTIESCandidate：HeQiangSupervisor：Prof.XuYongjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeeringAffiliation：SchoolofChemicalEngineeringandTechnologyDa

3、teofDefence：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着我国石化产业的迅猛发展，国内过剩的1-丁烯资源并未得到充分合理的开发与利用。因此研究开发1-丁烯聚合生产聚丁烯-1（PB-1）树脂或聚α烯烃合成油（PAO）等高附加值材料可作为解决该技术难题的一类好方法。本文制备了1-丁烯聚合用TiCl4/MgCl2催化剂和双（1-丁基-3-甲基环戊二烯基）二氯化锆催化剂，并用其分别合成出了高分量聚丁烯-1树脂和低分子量的

4、聚丁烯-1液体，同时研究了产物结构与性能。主要的研究内容如下：本文制备了TiCl4/MgCl2催化剂，对其做了XRD和SEM测试与分析，表明所制催化剂颗粒呈球形，分布比较均匀，比表面积为0.105m2/g，粒径基本都在20-60μm之间。采用TiCl4/MgCl2/AlEt3/Donor-C催化体系制备高等规度聚丁烯-1，探究了催化剂用量、温度、外给电子体、助催化剂、H2等聚合条件对聚合产物性能的影响，确定了1-丁烯聚合的最佳条件为：催化剂用量为10mg，n(Al)/n(Ti)=400，T=30℃，P=0.15MPa，n(Al)/n(Si)=30

5、，t=2h，此时催化剂活性最高，为11380g/gcat，等规度为90.2%。釜中生产的聚丁烯-1产品在未反应单体里的质量分数低于30%时，此时体系粘度较低，生成物可直接被压至闪蒸釜中，解决了产物的出料问题。考察了不同等规度和相对分子质量对聚丁烯-1的物理机械性能的影响。随着聚丁烯-1等规度的升高，聚丁烯-1的硬度和密度随着等规度提高的基本呈升高的趋势；材料的拉伸强度随着等规度的提高而增大，而断裂伸长率呈现与之相反降低的趋势，复数粘度也有降低的趋势。随着聚丁烯-1相对分子质量的增大，材料的的硬度随之减小，密度也表现为与之相同的趋势；材料的拉伸强度

6、随着分子量的提高而减小，断裂伸长率以及复数粘度随着分子量的提高而增大。成功制备出双（1-丁基-3-甲基环戊二烯基）二氯化锆(C20H30ZrCl2)催化剂，对其进行了核磁氢谱分析和元素分析。采用C20H30ZrCl2/甲基铝氧烷催化体系催化1-丁烯齐聚制得低分子量聚丁烯，探究了温度、反应时间、催化剂用量、Al/Zr摩尔比等聚合条件对催化剂活性的及齐聚产物性能的影响，最佳聚合条件为催化剂用量8mg，T=70℃，t=2.5h，n(Al)/n(Zr)=1500，此时催化活性最高，为3.21×104g/gcat，其重均分子量为3021，粘度为36.4mm

7、2/s，粘度指数为119，倾点为-24℃。采用该催化体系制得的齐聚产物重均分子量基本在500~4000之-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文间，产物选择性很高，分子量分布较窄，产物形貌规则且支化度很低，制得齐聚产物的粘度在20~60mm2/s，为高粘度，粘度指数均在100以上，甚至有些在140以上，可用作高档次润滑油，倾点均在-20℃以下，粘温性能很好，可用作柴油燃料或润滑油。关键词：1-丁烯；Ziegler-Natta催化剂；茂金属催化剂；聚合工艺-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopent

8、ofpetrochemicalindustryinChina,Thedevelopmentandutilizationofdomesti