原位聚合技术制备纳米复合聚烯烃材料研究的现状与趋势

作为一种经济、有效的聚烯烃高性能化的途径, 聚烯烃的纳米复合改性应用前景广阔. 由于聚烯烃具有不同于大多数其他聚合物的以化学惰性为特征的结构特异性, 通过原位聚合手段实现纳米复合对聚烯烃具有特殊的意义. 本文综合介绍了以原位聚合技术实现聚烯烃纳米复合的研究进展, 着重分析了聚烯烃/蒙脱土纳米复合材料的研究现状, 明确提出了今后的研究发展方向.     

烯烃聚合助催化剂:发展、应用和展望

每年聚烯烃全球产量超1亿吨,其被广泛应用到人类生产生活各个领域.相比非均相聚合技术,单活性中心金属催化均相烯烃聚合可以用于合成分子量分布较窄、链段长度可控,以及插入率均匀的聚烯烃分子.通过灵活地对聚烯烃分子结构进行调节,可制备性能可调的聚烯烃材料,能够应用到医疗包装器械等较高端领域.实现高效均相聚合的关键在于选择合适的催化剂和助催化剂组合.其中,助催化剂的主要作用是与催化剂前体反应,生成并稳定活性的金属阳离子,后者是催化烯烃聚合的中心.本文总结概括了烯烃聚合助催化剂领域近20年来较重要的工作,包括新型结构研究:单核、双核硼基、铝基以及聚合物基助催化剂;活化机理研究:用工业催化相关的吡啶胺基铪络合物作为示例展现催化剂和不同助催化剂复杂的化学反应过程;聚合中的应用:双核助催化剂及助催化剂结合配位链转移反应用于合成结构新颖的聚烯烃分子;助催化剂促进催化剂失活反应的研究;以及对助催化剂未来可能发展方向进行展望.     

高性能聚乙烯产品设计

聚烯烃是国民经济建设和日常生活必不可少的重要基础材料和战略物资.目前,我国聚烯烃行业严重依赖进口,高端聚烯烃产品占进口量的一半以上,行业发展严重受制于人.金属有机催化理论的迅猛发展极大地增强了对聚合物分子结构的调控能力,使人们有可能设计出更多性能优异的聚烯烃新产品.但是,如何实现聚烯烃新产品的工业生产,并使之转化成为商品,是制约聚烯烃产品高性能化的瓶颈,涉及化学工程和高分子科学的深度交叉.本文分别从催化剂结构设计、非均相催化剂结构解析、聚合反应工艺以及产品加工工艺的层面介绍了当前聚乙烯高性能化的重要进展;重点介绍了从活性中心聚合微环境设计出发,通过与催化剂聚合行为的匹配,开发的高性能聚乙烯产品制备新工艺.利用烃类冷凝液的喷射蒸发,在单一流化床反应器中构建温度、浓度差异化的持液颗粒聚合和气相聚合共存的复合流型,打破流化床固有的温度浓度均一性特点,相继开发了超低/极低密度聚乙烯高端产品数万吨,率先生产热收缩膜、拉伸套管膜、双向拉伸聚乙烯膜等高端产品;利用催化剂在惰性组分纳微气泡富集区域的穿梭和碰撞,在生长的聚乙烯颗粒周围营造反应组分的传质开关,使分子链生长和结晶有节奏地交替进行,降低了初生...     

机器学习在聚烯烃催化剂领域的应用与展望

催化剂是决定聚烯烃的工业效率以及实现聚烯烃高端化的核心.传统开发催化剂的过程采用试错法,不仅实验步骤多、研发周期长,且催化性能的研究需要消耗大量资源.单纯依靠实验的分析方法很难挖掘出催化剂结构与聚合性能之间的内在关系.高水平的量子化学计算可以准确地获取反应机理,但针对宏量的实验数据,昂贵的计算成本是其局限.大数据时代,人工智能的发展势不可挡.机器学习作为人工智能的核心策略表现出强大的预测能力,并在科学、技术以及工业等各个领域获得了广泛的应用与发展.本文主要介绍机器学习在聚烯烃催化剂中的最新研究进展,并简要评述机器学习应用于烯烃催化中面临的机遇与挑战.     

聚烯烃:创新一直在路上

<正>聚烯烃由宇宙中蕴藏量最丰富的元素氢和地球上含量最多的元素之一碳组成,是高分子材料的最大品种.自20世纪50年代诞生以来,其制备技术持续创新,从催化剂设计、聚合方法探索、聚合装置和工艺开发、材料加工改性,到制品成型与服役行为等诸方面,引领了高分子材料研究开发的新范式,推动了“高分子化学与物理”的蓬勃发展,成为石油化工、煤化工和天然气化工等领域下游的支柱产品,为人类经济社会发展作出了重要贡献.     

新型磁性聚烯烃功能材料的研究

磁性高分子材料由于其比重小,强度高,保磁性强等特点,以及在电子仪器、传感器、仪表、通讯、自动控制等领域的广泛应用前景,正成为当今功能材料研究领域中的一个热点.结构型的磁性高分子材料仍处于探索性研究阶段,复合型的高分子磁性材料往往由于磁粉与高分子基材,尤其是与低极性大品种的聚烯烃基村的相容性很差,难以得到高性能的材料.为此,本工作首先制成了以磁活性物质如铁氧体等为载体的Ziegler-Natta催化剂,利用原位聚合的方法,使聚烯烃在磁活性物质表面原位生成,首次以此方法获得了既不同于结构型,也区别于复合型的塑料态和橡胶态的磁性聚烯烃材料.材料的性能测试结果表明,抗拉强度和饱和磁化强度均优于一般用共混法得到的复合型聚烯烃磁性材料.     

聚乙烯膜辐照接枝丙烯酸的XPS表征

用辐照方法,使亲水单体在聚烯烃类高分子材料表面接枝聚合,从而改善这些材料的亲水性,同时也可用这种方法来制备具有所需性能的膜材料(作离子交换膜、反渗透膜等),是一个较热门的研究课题。     

我国聚烯烃产业技术的现状与发展建议

我国聚烯烃产业具有世界上规模最大、工艺最全、原料多元化最突出等优势,也存在整体大而不强、结构性矛盾凸显等问题.本文总结了目前国内外聚烯烃产业的发展趋势,分析了中国聚烯烃产业发展中遇到的瓶颈与挑战,并从技术创新和机制创新两方面提出了建议.     

自组装DNA/纳米颗粒分子逻辑计算模型

将AuNP 自组装聚合色变与DNA 计算相结合, 构建了纳米分子逻辑计算模型. 使用了DNA 自组装、DNA/AuNP 结合和AuNP 聚合色变等关键技术方法. 利用DNA 自组装结构变化,通过DNA/AuNP 聚合色变反应, 实现了简单逻辑运算功能. 在此基础上, 构建了求解简单集合运算的DNA/AuNP 计算模型, 对多重输入的简单集合运算进行了逻辑运算. 最后, 进一步拓展该分子逻辑运算模型的应用, 结合分子检测技术, 对H1N1 病毒基因进行检测.     

用介电方法研究聚烯烃的老化

聚烯烃具有优良的机械性能和电气性能,在生产部门得到广泛的应用。聚烯烃在加工、储存和使用过程中将由于各种因素的影响,使其性能逐渐变坏,以致最后丧失使用价值。聚烯烃老化过程的化学-物理变化会改变其介电性质。我们通过研究聚烯烃老化过程介电性质的变化来测定其老化程度。     

新型乙酰基胺基吡啶铁络合物/MAO催化乙烯聚合

合成并表征了两种新型的乙酰基胺基吡啶Fe(Ⅱ)络合物1, 2. 考察了铁络合物1, 2/MAO催化乙烯聚合的反应行为, 并与络合物3, 4/MAO催化乙烯聚合的行为进行了对比. 研究结果表明,新型的乙酰基胺基吡啶Fe(Ⅱ)络合物/MAO催化乙烯聚合具有催化活性高、聚合产物的分子量呈双峰分布的特点.     

~(13)C-NMR技术研究聚丙烯构型

自从~1H—NMR技术被应用于研究溶液烯烃聚合链构型后,为确定丙烯聚合链的真实构型提供了有力的研究手段。但是由于~1H—NMR波谱的化学位移比较小,造成谱线之间相互重迭,给图谱的分析带来困难。随着NMR技术的迅速发展,Zambelli等用质子全去偶~(13)C—NMR技术得到了分辨率好、灵敏度高的聚丙烯模型化合物的谱图,迅速开展了~(13)C—NMR技术在聚丙烯中的应用。     

镍催化剂用于功能化聚烯烃材料的制备

少量极性官能团的引入可以极大地改善非极性聚烯烃材料的性质,因此,功能化聚烯烃材料受到了学术界和工业界的一致关注.金属镍低廉的价格以及在自然界中较高的丰度使其在烯烃共聚合中具有巨大的应用前景.本文基于镍催化烯烃共聚合领域,具体介绍各类催化剂的结构创新、极性单体的底物拓展以及功能化聚烯烃材料性质等方面的研究进展;立足于工业化应用的角度,探讨了镍金属催化烯烃共聚合领域所面临的问题与挑战,并讨论了该领域未来的重要研究方向.     

N-乙烯基咔唑引发丙烯晴、甲基丙烯酸甲酯光聚合的ESR研究

根据文献[1]报道,引发剂量的N-乙烯基咔唑(VCZ)能够非常有效地引发AN光聚合,其速度比相应的苯肼快100倍。本文试图利用ESR和自旋捕获技术深入研究N-乙烯基咔唑引发丙烯晴(AN)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的光聚合,检测其反应中间体,为了解它们的聚合机理提出必要的实验根据。本文还对溴原子在引发乙烯基单体光聚合中的作用作了初步考察。     

分子印迹材料的先进制备技术与策略

分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers, MIPs)是采用分子印迹技术(molecular imprinting technology, MIT)制备的,具有与模板分子在形状、大小及官能团方面完全匹配的特异识别位点的高分子聚合物,能选择性识别和富集目标分析物(模板分子),已广泛用于样品前处理、化学/生物传感等领域.然而,在MIPs制备和使用过程中,仍存在模板分子洗脱困难、有效识别位点少、结合容量低、传质速率慢、水相识别差等问题.通过借鉴融合其他领域的先进技术和策略, MIT发展迅速,各种新型的印迹技术和策略不断涌现,不仅有效解决了上述问题,而且推动了新型MIPs的发展并拓展了其应用范围.本文以MIPs在样品前处理、传感和刺激响应中的应用为导向,梳理了MIPs材料的先进制备技术(表面印迹和纳米印迹技术、可控/活性聚合技术、点击化学、固相合成技术等)、策略(多模板、多功能单体、虚拟模板、片段印迹、硼亲和印迹策略等)与刺激响应印迹(磁、温度、光和pH响应等),并对印迹技术和材料的发展进行了展望.     

Ti(On-Bu)4/AlEt3-Et(Ind)2ZrCl2/MAO催化体系原位聚合制备LLDPE

利用茂金属与MAO的复合物为乙烯原位聚合制备短链支化聚乙烯的共聚催化剂,以Ti(On-Bu)4/AlEt3为二聚催化剂组成双功能催化剂体系,该聚合体系具有高活性、分子量分布窄、结晶度低以及聚合物物性可调等优异特点。     

开环聚合扩展了热塑性树脂的加工和应用

随着航空和空间技术的发展,对高强度、耐高温、耐冲击的高分子及其复合材料的要求越来越高而且日益迫切。发展高性能的聚酰亚胺,聚芳醚,聚碳酸酯,聚芳酯是解决这一问题的最有希望的途径之一。然而这一类高性能树脂极高的熔融粘度给加工及其复合材料的制备带来了极大的甚至无法克服的困难。突破传统的观念,先将合成高性能树脂的单体制备成低分子量的环状低聚物,再经过开环聚合制备这一类树脂证明是一条有效的途径。开环聚合同样可以用来制备聚酰亚胺,聚芳醚,聚碳酸酯类高性能树脂及其复合材料。虽然目前这项技术还     

负离子环化聚合的研究

环化聚合是最近年来发展起来的一种新型聚合方式,借此可以得到含环的高分子化合物。Marvel等曾对2,6-取代庚二烯-1,6的自由基环化聚合进行不少研究,我们也报导过4-取代1,6-二烯及1,5-二烯类单体的自由基环化聚合,并提出了它们的反应机构。值得注意的是,丙烯酸酐用过氧化物引发进行环化聚合,然后将这环化聚合物水解而成的聚丙烯酸,具有比丙烯酸通过一般自由基聚合所得到的聚合物要高得多的结晶程度,可见环化聚合有可能得到较高的定向性,那末负离子环化聚合是否更能提高定向性或者出现其它结构,这显然是极有意义的问题。Marvel虽然报导过用     

玄武岩玻璃中硅的聚合状态研究

玄武岩熔体结构的研究无论在有关岩浆作用的地质理论方面,或硅酸盐技术的实际应用方面都是很有意义的。鉴于熔体的结构难以直接测定,本文利用改进的三甲基硅烷化方法测定了相应的玻璃质玄武岩中硅的聚合状态,并讨论了温度和氧化还原环境对硅聚合程度的影响。     

希望与挑战并存——布什政府1992年度研究与发展预算

自从1969年美国宇航员首次登月以来,美国再也没有经历过如此辉煌的胜利感。对许多人来说,100天海湾战争的胜利凯旋,扫除了人们对一系列军事惨败和技术失利的灰暗记忆。民意还表明这场战争更新了国家信念:即政府需要更多地支持科学、技术和教育。这些情绪的聚合可能预示着布什政府在1992财政年度中研究与发展计划和教育计划的好兆头。布什