功能性超支化聚乙烯设计、合成及其相关应用探索!
聚烯烃作为目前最大的一类通用型高分子材料,在不断扩大生产规模和品种的基础上,也在向着高性能化、精细化和功能化发展,提高产品的附加值,满足不同的需求和拓展新的应用领域。发展的趋势之一是通过开发新型催化剂制备结构新颖可控的聚烯烃,使聚烯烃的性能得到优化和多样化,超支化聚烯烃就是其中的一类新型聚烯烃。
1995年Brookhart等首先报道了镍/钯的二亚胺基化合物可以催化乙烯和α-烯烃聚合,通过所谓的“链行走机理”,生成具有独特微观结构的超支化聚乙烯或聚烯烃。目前国内研究也多在超支化聚乙烯(HBPE)。
超支化经过20年的发展,α-二亚胺镍钯催化乙烯链行走聚合已经能够实现超支化聚乙烯(HBPE)的可控制备。超支化聚合物引起独特的物理及化学性质使其在很多领域都有广泛的应用。
通过链行走聚合可以催化乙烯均聚直接制备聚烯烃弹性体,优势是HBPE弹性体则无需共聚单体且生产工艺简单。由浙江传化化学集团有限公司与杭州星传新材料科技有限公司联合开发的超支化聚烯烃弹性体中试装置在浙江上虞完成中试,并于2024年8月顺利通过专家鉴定!中试装置设计产能达到1000吨/年,采用先进的溶液法乙烯均聚工艺。目前,该公司已完成万吨级装置的工艺包编制工作。
可以直接催化乙烯低聚制备聚烯烃润滑油。因为聚α-烯烃合成润滑油的初始原料就是乙烯,由乙烯直接制备润滑油,省去了两步选择性合成工艺,不仅大大简化了生产工艺,而且显著提高了收率,具有合成润滑油应用的前景,目前已经能够通过催化剂的结构设计实现低分子量HBPE油的结构调控。但是相关应用性能,特别是黏温性能和低温流动性与微观结构关系的研究鲜有报道,暂无实际的工业化应用。
HBPE不仅能用做新型弹性体和润滑油,还能作为高效分散剂用于石墨烯、碳纳米管(CNT)等碳纳米材料的制备。与传统的化学气相沉积法和外延生长法相比,HBPE辅助的液相剥离具有能耗低,工艺简单的优点,并且HBPE辅助的液相剥离还能实现高品质石墨烯的宏量制备。此外,与传统的纯溶剂和表面活性辅助的液相剥离相比,HBPE辅助的液相剥离具有以下优点。①无需使用高沸点的溶剂,有利于后处理;②HBPE与石墨烯或CNT间强烈的界面相互作用有利于石墨的剥离,得到高浓度的分散液;③石墨烯或CNT表面吸附的HBPE之间的空间排斥作用,可以提高分散液的长久稳定性;④得到的分散液可以直接用于溶液法制备聚合物纳米复合材料。
浙江工业大学材料学院教授、博士生导师,浙江工业大学高分子材料与工程研究所所长、浙江工业大学平湖新材料研究院院长,浙江省高校中青年学科带头人,浙江省塑料工程学会理事和监事长—徐立新 先生将荣耀出席定于10月22-23日在江苏南京盛大举行的“2024乙烯产业链创新发展论坛”,届时,徐先生将亲自呈献一场关于“功能性超支化聚乙烯设计、合成及其相关应用探索”的权威深度报告,为与会者带来该领域最前沿的洞见与成果分享。我们诚挚邀请所有对此议题感兴趣的行业同仁及专家莅临现场,共襄盛举,聆听这场知识盛宴。 报告题目:功能性超支化聚乙烯设计、合成及其相关应用探索 专家介绍:浙江工业大学材料学院 徐立新 教授、博士生导师
徐立新,浙江工业大学材料学院教授、博士生导师,浙江工业大学高分子材料与工程研究所所长、浙江工业大学平湖新材料研究院院长,浙江省高校中青年学科带头人,浙江省塑料工程学会理事和监事长。依托浙江省塑料改性与加工技术研究重点实验室和中国轻工业绿色塑料助剂重点实验室等平台,长期从事功能性超支化聚烯烃设计、合成及相关应用研究;已成功设计合成一系列功能性超支化聚乙烯及其共聚物,实现低维纳米材料高效可控制备,在聚合物基电子封装材料、能量转换与储存材料等领域显示重要应用前景。先后承担国家自然科学基金、省重点研发计划和产学研合作等科研项目28项,发表高水平研究论文58篇,获授权国际发明专利1件、国内发明专利20件。
文章来源:烯烃产业创新与发展研习社编辑整理