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提交:2021年1月12日|批准:2021年2月3日|发表:2021年2月4日,

本文引用:根据茂金属催化剂Kaminsky w .聚烯烃纳米复合材料。安之化学2021;5:001 - 003。

DOI:10.29328 / journal.aac.1001022

版权许可:©2021 Kaminsky w .这是一个开放的文章在知识金博宝app体育共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布,在任何介质,和繁殖提供了最初的工作是正确引用。

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根据茂金属催化剂聚烯烃纳米复合材料

沃尔特Kaminsky *

技术和高分子化学研究所,汉堡大学,德国汉堡

*通信地址:沃尔特·Kaminsky技术和高分子化学研究所,汉堡大学,Bundesstr。45岁,20146年,汉堡,德国,电子邮件:kaminsky@chemie.uni-hamburg.de

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近年来聚烯烃纳米复合材料的极大的兴趣,因为他们的高潜力作为小说的材料属性[1,2]。纳米复合材料的性质不仅是影响填料但也微观结构的聚烯烃,填料的分布,制备过程。混合聚烯烃纳米复合材料由挤压成形和纳米颗粒显示经常不稳定的纳米颗粒的聚集。获得一个更好的分布,如果聚合催化剂表面的纳米粒子吸收。之后添加一个烯烃越来越聚烯烃的电影是覆盖每个纳米颗粒(原位聚合)。

茂金属/ methylaluminoxane(毛)催化剂可用于原位聚合(图1)。毛泽东是由部分水解三甲基铝,由单位女巫形成一个庞大的集群和分子量在1200 - 2000年间[3 - 5]。茂金属主要用于锆复合物。芳香环可以桥接(如(CH3)2Si (2-CH3印第安纳州)2]ZrCl2由丙烯聚合生产等规聚丙烯,而(CH3C (Cp)] ZrCl(流感)2给了间规聚丙烯(图2)。


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图1:单元结构的毛交替铝氧键。


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图2:Zirconocenes具有不同对称性适用于烯烃的聚合,答:聚乙烯,b: c:间规聚丙烯等规polypro-pylene。

茂金属/(毛)催化剂溶于碳氢化合物,很容易吸附或固定在表面的nanofillers如颗粒、纤维、层状硅、碳纳米纤维(CNF),多壁碳纳米管(MWCNT),改变表面疏水一个[6、7]。毛泽东反应,例如,与硅羟基或羧基组氧化碳纳米管或者是身体吸收表面。甲烷是由毛与这些组织的化学反应。

多余的毛被淘汰。在第二个步骤中,添加了茂金属催化地形成nanosurface活性聚合网站。聚合物薄膜的厚度,由烯烃,取决于聚合条件,尤其是聚合时间的茂金属催化剂,和单体的压力。使用不同的茂金属烯烃或各种各样的聚合物矩阵可以得到如聚乙烯、乙烯等规、间规聚丙烯天津石化或1-octene共聚物(8、9)。原位聚合会导致复合材料的纳米颗粒或纳米纤维密集覆盖着聚合物。

复合材料显示,例如,一种改进的刚度与冲击强度损失可以忽略不计,高气体屏障性能、显著的阻燃,更好的清晰度和光泽以及结晶率高。甚至低的纳米颗粒内容已经足以获得新的或修改材料特点,特别是更快的结晶速率和结晶温度越高。

纳米碳纤维(CNF)或微碳纳米管(MWCNT)是一个特别有吸引力的填料类聚合物由于其有趣的机械和热性能(10、11)。

MWCNT的制备是用甲苯暂停,被毛激起了24小时,过滤,用热甲苯[12]。后添加手性ansa zirconocene [(CH3)2Si (2-CH34-nap-ind)2]ZrCl2(图2)和丙烯等规立构的高分子量聚丙烯iPP / MWCNT复合材料与0.9 - 50 wt %填充内容。在纳米复合材料的分子量聚丙烯矩阵M的范围w= 1200000 - 1700000。聚合活动达到5000公斤PP /摩尔Zr·h·(丙烯)。它是独立于填充内容。正如预期的原位聚合,聚合物纳米纤维表面的增长直接和覆盖一层薄页。干聚丙烯纳米复合材料粉末形式获得。通过聚合时间延长,聚烯烃覆盖纳米纤维的厚度增加。纳米纤维/毛/ zirconocene系统工作像一个受支持的催化剂。0.5 50 wt %之间填充内容是可能的。

iPP / MWCNT的形态纳米复合材料是利用透射电子显微镜(TEM)研究。图3显示了覆盖纳米管在两个不同的决议,对管的20倍分辨率更高了。


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图3:MWCNT的TEM显微图所包含的复合准备通过原位聚合iPP(左),顶级纳米管/ iPP复合的高分辨率(右)。

MWCNT使用的直径(约20层)是20 nm和iPP涂层的厚度大约是8海里。每个纳米管是由高分子膜,没有可以看到聚集。聚合物和纳米管的附着力好。

CNF的主要优势或MWCNT填充PP力学性能的变化。高分子量等规聚丙烯充满MWCNT是异常强烈的复合材料。复合膜的抗拉强度增加20%,如果只有1 wt % MWCNT的合并。表1显示了偏转并形成稳定的这些复合材料的动态力学分析。挠度下降到一半如果MWCNT的综合包含3.7 wt %和形式稳定增加了25°C。这显示了一个更高的纳米复合材料的热性能接近60%。导电性是从一个MWCNT内容的5%。也从熔体结晶率,重要的强烈挤压成形过程的增加,使这种复合材料适合汽车塑料行业的新应用,如[13]。

表1:偏转并形成稳定的茂金属iPP / MWCNT复合材料为基础,使用武力:1.8 MPA。
填充的内容(wt %) 偏转在23°C dL(µm) 形成稳定的T (°C)
0 -488年 49
0.9 -407年 60
2.3 -287年 71年
3.7 -231年 75年

聚烯烃纳米复合材料的方法打开新类材料的属性组合。软聚烯烃矩阵可以结合无机粒子或强烈的硅酸盐层或石墨烯纤维的极限抗拉强度高,如碳纤维、碳纳米管和聚合物纤维。一个简单的方法对聚烯烃纳米复合材料的制备原位聚合使用纳米颗粒或纤维激活茂金属催化剂/毛或其他单一的网站。材料高气体阻力屏障、高热量和导电性,可以获得高形成稳定以及良好的分散的nanofillers聚合物矩阵。基于毛的开发和商业化茂金属/聚烯烃复合材料刚开始,将帮助汽车行业降低这一辆车的重量和能源消耗和环境很好。

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