中孔分子筛的合成及其在乙烯聚合和聚乙烯降解中的应用

本论文对中孔分子筛的合成及其在茂金属催化剂载体、聚乙烯催化降解方面的应用进行了研究，重点研究了有机中孔分子筛的合成、载体表面官能团和骨架结构与组成对乙烯聚合行为、聚乙烯分子链结构参数、聚乙烯催化降解的影响，以及原位聚合中载体的自破碎原理的应用。本论文的主要工作和研究成果总结如下： 1. 制备了胺基中孔分子筛，并在合成过程中发现了添加尿素的效应。通过与相应的没有尿素添加剂合成的胺基中孔分子筛对比发现，合成过程中加入尿素后，胺基中孔分子筛的孔壁厚度增加，孔之间排列的有序度提高，而且随着中孔分子筛中胺基含量的增加，有序度提高程度更明显。论文中给出了尿素对分子筛有序度影响的几个可能因素，即尿素的pH值缓冲作用及其尿素对非离子表面活性剂胶束分散作用。 2. 制备了胺基中孔分子筛、无机中孔分子筛和胺基实心球形二氧化硅，并用于茂金属催化剂的负载化和乙烯聚合实验中，研究了载体表面官能团和结构对聚合物分子量的影响。结果表明，负载在无机中孔分子筛和胺基实心球形二氧化硅上的茂金属催化剂只能得到分子量呈单峰分布的聚乙烯；而负载在胺基中孔分子筛上的茂金属催化剂在铝/锆比小于等于500时能得到分子量呈双峰分布的聚乙烯，当铝锆比大于等于800时只能得到分子量呈单峰分布的聚乙烯。说明在低的铝锆比时，由于载体上胺基和中孔结构的影响，所负载的茂金属催化剂具有两种不同的活性中心，XPS结果与上述推论相符。 3. 提出了聚乙烯回收利用的新途径，即利用原位聚合过程中载体催化剂破碎原理，将中孔分子筛固体酸均匀分布在聚乙烯基体中，从而使得所制备的聚乙烯催化降解产生的气体物质比相同含量下的固体酸/聚乙烯物理混合物的多了许多，固体酸催化降解效率明显提高。所用的固体酸包括HMCM-41、AlMCM-41、中孔SAPO1和SAPO2。 4．通过在纳米二氧化硅水溶胶中进行丙烯酰胺自由基聚合得到二氧化硅/聚丙烯酰胺杂化粉末，其中聚丙烯酰胺覆盖在纳米二氧化硅上得到次级纳米粒子，该纳米粒子疏松地团聚在一起得到大的二氧化硅/聚丙烯酰胺杂化粒子。以此种二氧化硅/聚丙烯酰胺杂化颗粒作为载体负载茂金属催化剂进行乙烯聚合。由于二氧化硅/聚丙烯酰胺是疏松的团聚在一起的，它们很容易通过聚合过程中载体的破碎分散在聚合物中，所以得到的聚合产物为二氧化硅/聚乙烯纳米复合材料。