基于锆氢加成反应与配位聚合原位制备PP-b-PE/PE合金及其应用探索

How to control polymer chain structure by chemical or physical methods to obtain high performance materials is an eternal topic in the field of polymer research. In this project, telechelic oligopropylene with carbon-carbon double bonds will be prepared by controlled thermal degradation of polypropylene. The telechelic oligopropylenes will react with Cp2ZrHCl via hydrozirconation to prepare metallocene macroinitiator, which will be initiated ethylene monomer insertion and propagation. Polypropylene-block-polyethylene copolymer/polyethylene alloy will be prepared by in-situ ethylene polymerization. The effects of metallocene macroinitiator on olefin polymerization behavior will be investigated. On one hand, the influence of the structure parameters of PP-b-PE/PE alloy on the thermal properties, rheological behavior and mechanical properties of the polymer will be revealed. On the other hand, the PP-b-PE/PE alloy will be used as a compatibilizer in the blends of PP/PE by blending method, and the effect of PP-b-PE/PE alloy structure on the compatibilization of PP/PE will be studied. This study will provide a new method for preparation of polyolefin block polymer and polymer alloy materials.

如何利用化学或物理手段实现对高分子链结构的调控，制备满足人类社会需要的高性能材料，一直是高分子领域研究的永恒课题。本项目以聚丙烯为起始聚合物，通过可控高温降解得到端基带有碳碳双键的聚丙烯（以遥爪聚丙烯为主，含有少量一端带碳碳双键的聚丙烯），然后利用双键锆氢加成反应制备聚丙烯基茂金属大分子引发剂，通过引发乙烯聚合原位制备聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物/聚乙烯（PP-b-PE/PE）合金，并研究该茂金属大分子引发剂对烯烃聚合行为的影响规律。一方面，揭示PP-b-PE/PE合金结构参数对聚合产物的热学性能、熔体流变行为及机械性能的影响规律，另一方面，通过共混方法将PP-b-PE/PE合金作为增容剂引入到PP/PE共混体系中，研究PP-b-PE/PE合金结构对PP/PE增容作用的影响规律。通过以上研究，建立一种制备聚烯烃嵌段共聚物和多组分合金材料的新途径。

如何利用化学或物理手段实现对高分子链结构的调控，制备满足人类社会需要的高性能材料，一直是高分子领域研究的永恒课题。本项目以聚丙烯为起始聚合物，通过可控高温降解得到端基带有碳碳双键的聚丙烯（以遥爪聚丙烯为主，含有少量一端带碳碳双键的聚丙烯），然后利用双键锆氢加成反应制备聚丙烯基茂金属大分子引发剂，通过引发乙烯聚合原位制备聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物/聚乙烯（bPE-hPE）合金。本项目完成了研究计划中主要研究任务，具体包括：1）研究该茂金属大分子引发剂对烯烃聚合行为的影响规律；2）考察了bPE-hPE合金的热学性能、流变性能及机械性能的变化规律，建立基于双键聚丙烯锆氢加成产物催化乙烯聚合制备聚烯烃合金结构与性能的对应关系；3）通过共混方法将制备bPE-hPE合金引入到PP/PE共混体系中，利用其中的聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物增强PP和PE的相界面粘附力，改善PP/PE共混物性能。探讨不同乙烯聚合工艺条件下的聚合产物用于增容PP/PE合金界面的影响，同时考察其增容作用对PP/PE共混物的热学性能、流变性能及机械性能的影响。通过以上研究，建立一种制备聚烯烃嵌段共聚物和多组分合金材料的新途径。