High epitaxial growth rate of 4H-SiC using TCS as silicon precursor

High homoepitaxial growth of 4H-SiC has been performed in a home-made horizontal hot wall CVD reactor on n-type 4H-SiC 8 degrees off-oriented substrates in the size of 10 mm x 10 mm, using trichlorosilane (TCS) as silicon precursor source together with ethylene as carbon precursor source. Cross-section Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman scattering spectroscopy and Atomic Force Microscopy (AFM) were used to determine the growth rate, structural property and surface morphology, respectively. The growth rate reached to 23 mu m/h and the optimal epilayer was obtained at 1600 degrees C with TCS flow rate of 12 seem in C/Si of 0.42, which has a good surface morphology with a low Rms of 0.64 nm in 10 mu mx10 mu m area.

Processing network models of energy/environment systems

Processing networks are a variant of the standard linear programming network model which are especially useful for optimizing industrial energy/environment systems. Modelling advantages include an intuitive diagrammatic representation and the ability to incorporate all forms of energy and pollutants in a single integrated linear network model. Added advantages include increased speed of solution and algorithms supporting formulation. The paper explores their use in modelling the energy and pollution control systems in large industrial plants. The pollution control options in an ethylene production plant are analyzed as an example. PROFLOW, a computer tool for the formulation, analysis, and solution of processing network models, is introduced.

Molecular Dynamics Simulation on Characteristics of Decomposition of Methane Hydrate in the Presence of Hydrogen Peroxide Solution

In this work, the characteristics of the decomposition of methane hydrate Structure I (SI) in the presence of hydrogen peroxide solution is investigated using the molecular dynamics simulation. The mechanism of the transformation process from the solid hydrate to the liquid is analyzed with the effect of hydrogen peroxide (HP) solution. In addition, the effect of ethylene glycol (EG) with the same molar concentration with HP on the methane hydrate dissociation is also studied. The results illustrate that both HP and EG promote well the hydrate dissociation. The work provides the important reference value for the experimental investigation into the promotion effect of HP on the hydrate dissociation.

Molecular Dynamics Simulation of Methane Hydrate Dissociation Process in the Presence of Thermodynamic Inhibitor

The dissociation of methane hydrate in the presence of ethylene glycol (11.45 mol.L-1) at 277.0 K was studied using canonical ensemble (NVT) molecular dynamics simulations. Results show that hydrate dissociation starts from the surface layer of the solid hydrate and then gradually expands to the internal layer. Thus, the solid structure gradually shrinks until it disappears. A distortion of the hydrate lattice structure occurs first and then the hydrate evolves from a fractured frame to a fractional fragment. Finally, water molecules in the hydrate construction exist in the liquid state. The inner dissociating layer is, additionally, coated by a liquid film formed from outer dissociated water molecules outside. This film inhibits the mass transfer performance of the inner molecules during the hydrate dissociation process.

Study on the technology of thermal cracking of paraffin to alpha olefins

Alpha olefins are mainly produced from paraffin cracking in China, but their quality is not good because of bad quality of cracking feed and outdated technology. The technology of paraffin once-through cracking, paraffin recycle cracking of removing the heavy fraction after wax vaporizing and that of removing the heavy fraction before wax vaporizing were investigated in this paper. It was found that the technology of paraffin recycle cracking of removing the heavy fraction before wax vaporizing is new and better under the same operating conditions. Using hard paraffin (mp 54-56 degrees C) as feed, the high-quality alpha olefins products (C-5-C-21) containing more than 97 wt% of olefins and more than 88 wt% of alpha olefins are produced under optimum process conditions, which are a steam to paraffin ratio of 15 wt%, process temperature of 600 degrees C, low hydrocarbon partial pressure and residence time of 2 s. In addition, with the technology of the second injecting steam in ethylene cracking used in paraffin cracking, producing coke in paraffin cracking furnace has been markedly reduced.

高分子溶液中物理凝胶化的Monte Carlo模拟和小角中子散射研究

高分子凝胶广泛地存在于自然界以及日常生活中，按其形成作用力不同分为化学凝胶和物理凝胶两大类。由于高分子物理凝胶具有凝胶化的可逆性及其对环境条件强烈的响应性，因此，在近半个世纪的研究与应用中受到极大的关注。高分子溶液中的物理凝胶因其结构及形成机制复杂，在实验方面，除了散射技术及流变技术能够有效地揭示它的部分信息外，其它的实验手段很难用于这个领域的研究；在理论方面，化学凝胶的理论已经比较成熟，而物理凝胶的粘弹性质以及凝胶化是一个远离平衡态的松弛过程，除了一些特征的标度指数外，人们还没有得到适用于高分子物理凝胶的普适规律。当前，由于计算机模拟理论及模拟方法的发展，使得计算机模拟成为除了实验和理论研究方法之外的第三个重要的研究方法。但是，由于物理凝胶化行为的复杂性，用实验和理论获得的信息很难较好地描述凝胶化过程，而计算机模拟的高度透明性及反映信息的完整性，有助于理解这一复杂过程中所涉及的物理本质。因此，利用计算机模拟结合实验及理论方法深入研究高分子物理凝胶的形成机制、结构与性能关系已成为目前最有效的手段之一。 本论文主要运用Monte Carlo模拟方法，并结合小角中子散射（Small-Angle Neutron Scattering, SANS）和流变（Rheology）等实验手段从多个角度探讨了以下几类典型的高分子溶液物理凝胶化行为。 1. 温度对遥爪型三嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装及凝胶化行为影响的研究：采用二维简单方格子Monte Carlo模拟方法，结合逾渗（Percolation）理论，建立了溶胶－凝胶转变相图在统计热力学中的确定方法；甄别了具有特征构象的链，讨论了链及胶束的聚集，明晰了相互作用（体现为约化温度）、构象转变、聚集与凝胶化的一致的关联关系；提出了构象转变模型，进而明确了此体系的凝胶化过程，在微观尺度上表现为桥型链和环型链之间的竞争。 2. 模拟模型改进及其应用到持续长度对稀溶液中高分子链构象影响的研究：考虑到原始八位置键涨落模型效率低，实现复杂且不能应用到复杂的高分子体系，对该模型进行了改进，使其实现简单、效率高，并拓宽了该模型的应用范围。然后，以刚性对均聚物构象的影响为例，发现随着刚性增加，均聚物构象从球形椭球到棒状椭球的转变，并对比了自由连接链（Free Joint Chain, FJC）模型和蠕虫链（Wormlike Chain, WLC）模型在不同刚性范围内对高分子链末端距预测的偏差，首次给出了这两个经典模型的半定量的适用边界。 3. 溶剂尺寸对遥爪型三嵌段共聚物在选择性溶剂中的自组装及凝胶化行为影响的研究：用改进后的八位置键涨落Monte Carlo模型，研究了遥爪型三嵌段共聚物在选择性溶剂条件下的聚集和凝胶化对溶剂尺寸的依赖性，发现溶剂尺寸效应对凝胶化的作用是非单调的。由一个均聚物体系的对比模拟证明这种作用主要是由熵驱动的，并给出了中分子溶剂的半定量定义。在均聚物和嵌段共聚物溶液中，不同尺寸的溶剂分子可以使溶液由于高分子聚集不同而具有不同的微结构，并影响高分子链构象和溶液的性质。从多个角度研究了三嵌段共聚物在不同尺寸溶剂的溶液中所遵循的三种不同的凝胶化机理。 4. 聚氧化乙烯－氧化丙稀－氧化乙烯三嵌段共聚物（poly(ethylene oxide)-poly (propylene oxide)-poly-(ethylene oxide), PEO-PPO-PEO）重水溶液凝胶化的小角中子散射（SANS）和Monte Carlo研究：结合Pluronic F127（EO65PO99EO65）/D2O三嵌段共聚物溶液的特征，对照SANS数据，用改进后的八位置键涨落模型成功地从模拟中获得了F127/D2O的溶胶－凝胶转变相图。详细地考察了体系的微观结构，提出此类高分子溶液中形成的物理凝胶包含高分子逾渗网络的生成，以及被束缚溶剂（Bound Solvent）必须超过离散组分体系逾渗的临界体积分数的机理。着重研究了一定浓度的F127水溶液随温度升高引起的溶胶－凝胶转变以及凝胶－溶胶转变的Reentrant相行为，发现体系在低温区域的溶胶－凝胶转变遵循相同的机理，而在中等温度和较高温度以及不同浓度区域中的凝胶－溶胶转变遵循不同的机理。 5. 极性基团饱和度和溶剂条件对两亲性聚合物在溶液中的聚集行为和凝胶化影响的研究：用改进后的八位置键涨落模型，针对两亲性聚合物在不同溶剂条件的溶液建立了粗粒化模型，以两亲性聚合物中极性基团的饱和度，溶剂条件和高分子浓度为变量，考察了其对链构象、聚集及其凝胶化的影响。 6. 多糖水溶液凝胶化的流变和小角中子散射研究：用流变和SANS考察了两个多糖水溶液中物理凝胶化过程，针对由氢键主导的水基凝胶体系的典型特征进行了讨论，从分子链构象，聚集体结构及其关联以及流变特征等方面对聚强电解质角叉胶（Carrageenan）水溶液和聚弱电解质明胶（Pectin）水溶液进行了详细的讨论。考察了不同多糖的种类（聚合物链的电荷密度），盐的种类和浓度，溶液温度等对凝胶化和凝胶结构的影响，分析了不同多糖溶液的凝胶化机理。

原位聚合制备聚乙烯多相材料的微结构调控

聚合物多相材料的制备作为丰富材料品种，扩展材料用途的重要手段受到了广泛地关注和深入地研究。传统的熔融共混法制备聚合物多相材料时，一般需要加入增容剂来改善各相之间的相容性，从而使多相材料的性能达到预期的目标。但是由于增容剂本身也存在分散状态的问题，所以它的加入对多相材料的性能的影响比较复杂。因此，本论文致力于用原位共聚接枝的方法和粒子破碎的方法解决多相材料的界面结合和相分散问题。首先，采用对分散相进行共聚功能化改性的方法，使分散相与乙烯共聚，聚合过程中原位生成聚乙烯接枝物，这种聚乙烯接枝物能起到增容两相的作用，提高两相界面的粘结性，将这种方法应用到有机聚苯乙烯粒子和无机磁性钴粒子体系中，并分别进行了详细的研究；其次，通过聚苯乙烯载体的结构设计，使聚苯乙烯载体催化剂具有较高并且可控的活性，在较高的活性下，聚苯乙烯载体可以破碎，破碎后的聚苯乙烯均匀地分散到乙烯聚合产物中，并且碎片达到纳米级，用这种方法可以改善多相材料的相分散。 本论文的主要工作和研究结果总结如下： 1、采用悬浮聚合制备了交联聚苯乙烯粒子（c-PS），并且在聚苯乙烯粒子的表面引入了双键；c-PS粒子在乙烯填充聚合时，可以与乙烯共聚，从而制备了表面接枝聚乙烯的聚苯乙烯微球（PS-g-PE）；PS-g-PE微球上的聚乙烯的结晶温度与纯聚乙烯的结晶温度相比提高了6℃，说明聚乙烯与聚苯乙烯间的化学连接促进了PE的结晶；PS-g-PE与PE共混后，聚苯乙烯粒子与聚乙烯基体间的界面粘结增强。 2、采用乳液聚合制备了共聚型和不可共聚型交联聚苯乙烯乳胶粒子；将两种聚苯乙烯粒子用于乙烯填充聚合制备了聚苯乙烯/聚乙烯纳米共混材料，结果发现，共聚型聚苯乙烯/聚乙烯的断面上，两相间的界面模糊，并且拉伸断面上也没有不可共聚聚苯乙烯体系中由于拉应力作用而产生的空穴，超薄切片的透射电镜结果同样说明了可共聚型聚苯乙烯体系中界面粘结性的提高；当共聚型聚苯乙烯乳胶粒子的填充量较大（20 wt%）时，聚乙烯共混材料的凝胶含量比较高，说明有更多的共聚型聚苯乙烯在聚乙烯中充当交联点。总之，共聚型聚苯乙烯的填充量在非常少时（0.1 wt%）就能达到很好的改性效果。 3、采用阴离子共聚制备了两亲性的聚苯乙烯-b-聚-2-乙烯基吡啶嵌段共聚物（PS-b-P2VP）和聚4-（3-丁烯基）苯乙烯-聚苯乙烯-聚2乙烯基吡啶的三嵌段共聚物（PBSt-b-PS-b-P2VP）；两个嵌段共聚物在甲苯中均能自组装形成以PVP为核、PS为壳的胶束；Co2(CO)8在PS-b-PVP和PBSt-b-PS-b-P2VP甲苯胶束中热分解得到了由胶束稳定分散的Co磁流体；无水无氧的钴磁流体与乙烯填充聚合后得到了磁性聚乙烯纳米复合材料；钴纳米粒子在聚乙烯中稳定分散，不会发生聚集；PBSt-b-PS-b-P2VP与乙烯共聚后，纳米粒子与聚乙烯基体的相容性进一步提高，从而解决了金属纳米粒子在聚合物中的分散以及界面增强的问题。 4、采用悬浮聚合制备了三种溶胀能力不同的聚苯乙烯交联粒子，研究了溶胀时间对聚苯乙烯载体溶胀程度的影响，以及溶胀程度对乙烯聚合和产物聚乙烯形态的影响；实验结果发现溶胀程度较大、溶胀能力较强的聚苯乙烯载体的负载量和活性都较高；通过提高载体的溶胀程度可以增加催化剂对乙烯聚合的催化活性，最终使载体充分破碎分散到乙烯聚合产物中，原位形成纳米级聚乙烯共混物；乙烯聚合的动力学研究表明载体的破碎是一个由外向内逐步发生的过程；适当的活性可以控制载体破碎的速度，从而得到颗粒形态较好的聚乙烯产物。

异氰酸醋官能化乙丙共聚物的制备及其与尼龙6共混体系的研究

本工作合成了一种含异氰酸酷功能基团的不饱和单体，（3-异氰酸酯基-4-甲基）苯氨基甲酸-2-丙烯配（TAI）。以过氧化二异丙苯（OCP）为引发剂，该单体被用于乙烯丙烯共聚物（EPM）的自由基溶液接枝官能化。纯化后的接枝产物（EPM-g-TAI）的傅立叶变换红外光谱中存在2273cm-l异氰酸酷基团（-NCO），表明异氰酸醋单体已经接枝到乙丙共聚物上。接枝率采用化学滴定和红外光谱的方法确定。与EPM相比，EPM-g-TAl的分子量分布（MMO）变窄。采用旋转流变仪测定了EPM-g-TAl的流变行为。EPM-g-TAl的表观粘度高于EPM且随接枝率的增加而增加。采用接触角测定的表面分析表明，对于给定的的极性测定液体接枝产物的接触角随接枝率的增加而增大；我们同时得到接枝产物的表面自由能（75）以及表面自由能的色散分量（γs）和表面自由能的极性分量（γsρ），这些参数随接枝率提高而增大的趋势使我们可以定量估计接枝反应对改善极性的贡献。本工作研究了（3一异氰酸酯基-4-甲基）苯氨基甲酸-2-丙烯醋（TAl）官能化乙烯丙烯共聚物（EPM-g-TAI）与尼龙6（PA6）的反应共混。傅立叶变换红外光谱表明，由于EPM-g-TAl中的异氰酸醋基（-NCO）与尼龙6中的端胺基（-NH2）之间的化学反应：EPM-g-TAI／PA6谱图中3299cm-1处的阵日伸缩振动峰变窄变高，1640cm-1处阵日变形振动峰和1547cm-1处阵日弯曲振动峰变强。同时研究了共混体系的热性能、流变性能、机械性能和形态特征。OSC结果表明，在相同的共混组成下，EPM-g-TAI／PA6共混体系中尼龙6的结晶烩（△Hc）到氏于EPM／PA6共混体系中的尼龙6，这种差别随着共混物中乙烯丙烯共聚物含量的增加而增大，说明反应共混体系中尼龙6的结晶受到一定的限制；EPM-g-TAI／PA6共混体系的复数粘度和贮能模量高于相应的EPM／PA6共混体系；与相同组成的EPM／PA6相比，EPM-g-TAI／PA6中分散相的粒子尺寸更小，粒子分布更均匀，界面粘合更强；反应共混后的机械性能如拉伸强度、杨氏模量，弯曲强度和模量、缺口及非缺口冲击强度均随着接枝率的提高而增加。

可生物降解的两亲性嵌段共聚物的自聚集行为研究

可生物降解的两亲性嵌段共聚物PLA-PEG飞所制备的胶束或纳术粒子，作为潜在的药物控制释放体系弓！起人们广泛的兴趣。，方们授有寿比山于PEG链的空间位阴．效应可以避免单核噬菌体的吞噬，、并且可以通过控制可降解部分的降解行为实现药物的持续释放，使在微载体内所包载的药物分子持续释放出来。尽管高聚物的胶束和纳米粒子作为药物的胶体载体已作厂泛研究，但是对其本身物理化学性质与应用之间的联系研究甚少。因此本文对一系列PLLA和PEG两嵌段和三嵌段共聚物的自聚集行为进行了细致研究，得到了以卜结论：1．以花为"模型药物"，通过荧光探针技术对一系列两亲性共聚物在水呀招夜和NaCI溶液种的胶束化行为进行了研究。这些共聚物是由一种新型氨钙催化利，以人分J，的聚乙二醇（PEG）为引发剂，引发丙交酷开环聚合得到，，其中囚定长度阴 PEG段分剐为44，104和113环氧乙烷早兀，PLLA的长没在15-280乳酸中元之间。由于氨钙准活性的特点，这些共聚物的分散度较低，均在1.1-1.3之间。其临界胶束浓度cmc发现随PLLA的含量增加I荆氏。具有同一PEG长度的两嵌段和三嵌段共聚物cmc值的截然差别为它们胶束的构型不同提供了证据。同时也发现了NaCI的加入对丫EG段和争LLA段较短洪聚物的cmc的降低有明掀笋作用，而对具有较长PEG段或较长PLLA段的共聚物的cmc基本上没有什么影响。2．通过荧光探余十技术测定花在这一系列共聚物胶束溶液锄勺配分系数在0.2*10~5至1.9*10~5之间，对于同-PEG段的共聚物，花在其胶柬相中的配分系数随PLLA的含量的增加而增加。另外发现NaCl的加入能够促进花在胶束相中的配分。3．通过透射电子显微镜研究了两嵌段共聚物水溶液胶束的形貌，发现胶束的粒径和分散度均随PLLA段的增加而增加：通过原子力显微镜研究"这些纳米粒子退火前后的形貌变化，发现退火后纳米粒子重新自聚集为类似于神经网络红脚乏的"纳米条带"结构，其中心为类似"神经元"的团簇结构，而周困为支化的车由突"分支结构，这与文献上提到的只有三嵌段共聚物能够形成支化的"纳米条带"结构截然不同，其自聚集机理在进，步研究之中。4．以亲水性的荧光素为荧光探针研究了两嵌段共聚物在甲苯中的胶束化行为，发现其clnc值随PLLA段的含量增加而降低，相对于PEG段，PLLA段在其胶宋化过程中起主要作用。通过1HNMR证明两嵌段共聚物在甲苯中的胶束具伯以PLLA段为"核"、PEG段为"壳"的"核-壳"结构，这种胶柬化行为通过溶解度参数的差异进行了解释。5.通过原子力显微镜发现，当这些胶束滴加在云母表面上经过热处理后，这些胶束重新自聚集成为规则的具有平缓隆起的纳米结构，这与由水中得到的胶柬热处理后的形貌截然不同，并对此进行了进一步解释。由XPS分析认为主要是PEG段覆盖在PLLA段表面。

新型镍系烯烃聚合催化剂的合成及催化乙烯聚合反应

合成两类含有烯烃基团的镍系烯烃聚合催化剂.一类是含有酚亚胺的中性镍系烯烃聚合催化剂,测定了其中两个催化剂的单晶结构,研究了这类化合物作为单组分催化剂催化乙烯聚合反应,系统地探讨了催化剂结构、催化剂浓度、聚合温度、乙烯压力等对乙烯聚合的影响,并对得到的聚乙烯进行了DSC和高温GPC表征.另一类是含有双亚胺的阳离子镍系烯烃聚合催化剂,测定了其中一个催化剂的单晶结构,研究了这类催化剂在MMAO的存在下催化乙烯聚合反应,以及铝镍比和温度对催化剂活性和聚乙烯的影响.用两种不同的方法对双亚胺镍系烯烃聚合催化剂进行负载.一种方法是在催化剂中引入烯烃基团,在自由基引发剂的作用下与苯乙烯共聚,生成高分子化的镍系烯烃聚合催化剂,详细研究了高分子化催化剂在不同条件下催化乙烯聚合的反应.为进一步探讨杂原子是否会破坏自固载催化剂的结构,设计合成了含有杂原子氧的非茂钛、锆催化剂,测定了其中两个化合物的单晶结构.晶体结构和乙烯聚合表明杂原子的引入没有破坏催化剂的结构,聚乙烯的形态也得到改善.在此基础上,探索合成了含有混合配体的锆化合物,测定了锆中间体23的晶体结构.

负载茂金属催化剂的制备及乙烯聚合

该工作制备了一系列新型载体负载茂锆催化剂,其载体涉及到功能化无机-聚合物复合材料、功能化多孔聚合物材料和功能化无机材料.主要工作和结论如下:一.新型苯乙烯-co-4-乙烯基吡啶共聚物/SiO<,2>壳核载体负载茂锆催化剂用于乙烯聚合.二.新型grape-type孔结构的聚(4-乙烯基吡啶)聚合物载体负载茂金属催化剂用于乙烯聚合.三.改性蒙脱土负载茂金属催化剂用于乙烯聚合.四.可控层间域结构的改性蒙脱土载体负载茂金属催化剂用于乙烯聚合.

硅桥含烯烃基团茂金属催化剂的合成及其催化乙烯聚合反应

合成了两类硅桥含烯烃基团茂金属催化剂。一类是含有烯丙基的硅桥联茂金属催化剂；另一类是含有乙烯基的硅桥联茂金属催化剂。对于前者，测定了其中一个化合物5的晶体结构，研究了其作为自固载催化剂在MMAO作用下催化乙烯聚合反应，并探讨了聚合温度、铝错比和乙烯压力等聚合条件对乙烯聚合的影响。对所得聚乙烯进行了DSC和高温GPC的表征。选取其中的一些催化剂来制备高分子化茂金属催化剂，其方法如下：利用催化剂中的烯烃基团，在自由基引发剂的作用下与苯乙烯共聚。系统研究了高分子化催化剂在不同条件下催化乙烯聚合的反应，表明高分子催化剂对乙烯聚合有高活性，并且得到宽分子量分布的聚乙烯。还进行了双组分催化剂（TIC14＋茂金属催化剂）催化乙烯聚合的实验，期望得到分子量双峰分布或宽分布的聚乙烯。结果表明，催化剂的构成和聚合温度都影响了聚乙烯的物理性能。另外，还得到了一个双核Ti（III）的化合物7，测定了它的单晶结构。

聚合物负载茂金属催化剂粒子在乙烯聚合过程中的破碎行为及其应用

本论文对聚苯乙烯颗粒用作茂金属催化剂载体方面进行了研究，重点考察了载体粒子的结构设计以及聚乙烯的粒子成核模型。此外，我们基于烯烃聚合过程中的载体破碎模型提出了制备聚合物共混物的新方法。本论文的主要工作和研究成果，急结如下：1．制备了多孔性聚苯乙烯乳胶粒，并用于负载茂金属催化剂以及乙烯聚合试验。通过与对应的实心型负载催化剂对比发现，多孔型催化剂表现出更高的活性以及聚合出形态更好的聚乙烯产物，我们用催化剂粒子的破碎模型对这种现象进行了解释。最后，通过考察载体成份在聚乙烯中的分布情况给出了多孔载体在乙烯聚合过程中破碎的证据，指出这种破碎行为是提高催化剂活性和改善聚乙烯形态的根本原因。2．制备了大孔结构以及疏松结构的聚苯乙烯树脂颗粒，并用于茂金属催化剂的负载化和乙烯聚合试验。研究了载体粒子的溶胀能力以及溶胀程度对催化剂负载量和催化剂活性的影响。结果表明，随着载体溶胀度的提高，催化剂负载量和催化剂活性都得到提高。当载体粒子充分溶胀时，大孔型和疏松型催化剂显示出很高的活性，而载体溶胀程度低时则催化剂的活性很低。实验结果证明充分溶胀的载体粒子在乙烯聚合过程中已分裂成碎片，而没有溶胀的载体粒子则不能破碎，表明载体粒子是通过溶胀过程达到破碎目的的，并因此能够提高催化剂活性和改善聚乙烯产物的形态。3．我们提出了利用多孔型聚苯乙烯微球负载茂金属催化剂催化乙烯聚合过程来原位合成聚乙烯／聚苯乙烯（PE／PS）共混材料的新方法。聚苯乙烯组分首先作为载体负载催化剂，在乙烯聚合过程中破裂成碎片而均匀的分散在聚乙烯相中。我们着重考察了载体粒子的设计以及载体的破碎效果对共混物形态结构和力学性能的影响。这种方法即使没有增容剂也可以使聚苯乙烯组分以纳米级的相尺寸分散在聚乙烯基体中，得到具有细微相形态的共混物，因而能够有效的改善材料的力学性能。

二氧化硅/粘土杂化物在乙烯聚合中的应用

一、我们通过在粘土片层之间组装二氧化硅纳米颗粒的办法合成了一种粘土／二氧化硅杂化物，并用它负载茂金属催化剂。当这种负载催化剂用于乙烯聚合时，粘土片层和二氧化硅都以纳米尺寸均匀地分散在聚乙烯基体中，成功地得到力学性能较好的聚乙烯／粘土纳米复合材料。二、通过在粘土片层间组装有机硅的办法合成了一种全新的有机一无机杂化结构的中孔粘土材料。层间有机硅的框架是由苯基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酷在层间水和有机胺作催化剂的条件下水解缩合而成。利用有机一无机杂化中孔材料的多孔性，疏水性和粘土片层可剥离性，我们把茂错催化剂负载在中孔材料的孔中，然后引发乙烯聚合制得了力学性能较好的聚乙烯／粘土纳米复合材料。用有机一无机杂化中孔粘土作载体制备聚乙烯／粘土纳米复合材料的最大优点是在低载错量的情况下（＜0.3％wt）仍然能够得到力学性能较好的聚乙烯／粘土纳米复合材料。三、利用丙胺基三甲氧基硅烷与含水的无机中孔材料反应，成功地将功能基团-（CH2）3-NH2接枝在中孔无机材料的孔壁上。这种功能化的中孔材料用于茂锆的负载和乙烯聚合。功能化的中孔粘土作载体的最大特点是在很低Al／Zr比的清况下（A1／zr＜200），仍然能够获得非常高的催化活性（＞106gPE/mol.Zr.h），继续提高Al/Zr比反而引起活性下降。功能化的中孔粘土作载体能够控制聚乙烯的形态，所得到的聚乙烯是颗粒状，堆密度也较高（0.20g/ml）。

嵌段共聚物胶束溶液的热力学

本文对聚苯乙烯-氢化聚异式二烯（Poly (styrene-CO-ethylene )，简称SEP）在有机烃熔剂中胶束化过程的热力学性质作了较为深入的研究。研究结果表明，非线性的SEP共聚物在有机烃溶剂中的胶束化过程均为熵减过程，即在该体系中，聚合物分子从单个分子聚焦为胶束粒子是从无序到较为有序的过程，分子的构象数减少，这与离子型和非离子型表面活性剂在水中的胶束化过程相反；其次，SEP的ΔH°均为负值，说明胶表化过程是放热的，并且ΔH°的绝对值较大，说明胶束化过程明显地依赖于温度；溶剂的选择性越强，胶束化过程放热越少，熵减也减少，说明溶剂的选择性强有昨于胶束的形成。实验结果还反映了共聚物的分子量对胶束化过程的热力学函数值ΔS°和ΔH°也有影响。而自由能的变化ΔF°与离子和非离子型表面活性剂类似，这是共聚物和表面活性剂胶束化过程中的共同之处。结果还表明，溶剂的选择性越强，胶束的分子聚焦数均值（N）越大，而溶剂的选择性越强，N和第二维里系数（A_2）的温度依赖性越小；相同溶剂中温度越高，N越小，A_2越大。本文还研究了SEP共聚物溶液的[7]随溶剂配比的变化，以及SEP溶液粘度对浓度和温度的依赖性。通过溶液粘度的测定可知，胶束中分子聚集紧密，胶束粒子接近于球体模型；溶剂的选择性越强，分子聚集得越紧密。实验还发现，比浓粘度在临界胶束浓度处出现转折点，并与光散射测得的值一致。本工作用小角激光光散射仪（LALLS）测定共聚物在选择性溶剂中的临界胶束浓度（CMC），这在文献中还未见报导。