精　细　石　油　化　工　进　展

　　　　　　　　　　第4卷第1期　ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS30

合成间规聚苯乙烯用茂金属催化剂的研究进展

陈循军1　郭　彪2　杨少华1　崔英德1

(1.广东工业大学轻工化工学院,广州510090;2.江西农业大学,南昌330000)

摘　要　间规聚苯乙烯(sPS)是一种新型的工程塑料,具有熔点高、结晶快、密度低、加工性能好等优点,有很广阔的应用前景。茂金属是合成sPS最主要的催化剂。介绍了间规聚苯乙烯的性能以及合成sPS用茂金属催化剂的研究进展。

关键词　间规聚苯乙烯(sPS)　茂金属　催化剂

　　通用聚苯乙烯(GPPS)是人们熟知的通用塑料,但由于耐热性、耐化学性较差,很难在工程塑料领域得到广泛应用。苯乙烯单体可聚合成3种

结构的聚苯乙烯(PS):无规聚苯乙烯(aPS),聚合物分子链上的苯环无规分布,无定形,没有固定的熔点;间规聚苯乙烯(sPS),苯环全部在聚合物分子链的两侧交叉分布,结晶速度快,熔点高;等规聚苯乙烯(iPS),苯环全部在聚合物分子链的一侧,结晶速度很慢,熔点低〔1〕。为了得到性能优良的工程塑料,1985年日本出光公司首先使用茂金属催化剂制得了苯环在分子主链两侧间规有序排列的结晶聚合物间规聚苯乙烯〔2〕。sPS是一种性能优越的新型工程塑料,与其他通用工程塑料相比,具有熔点高(高达270℃)、密度低、介电常数低、成型加工性能好等优点。表1列出了玻璃纤维(GF)增强的sPS与其他工程塑料的一些性能比〔3〕

较。由表中可以看出,GF增强的sPS的密度较其他工程塑料低,而电性能和机械性能却较其他更好。

1993年以来,日本出光公司将中试装置得到的sPS样品分送到世界300余家加工应用单位进行应用试验,初步证实GF增强的sPS作为一种新型工程塑料,其应用前景相当广泛。几乎所有PET、PBT、PA、PPS等工程塑料应用的场合都可以

〔4〕

使用sPS。例如,sPS可以在汽车工业用于制保险杆、机罩、减震垫、缓冲器、电器零部件等〔1,5〕,还可以用于电子电器、食品包装、膜材料〔6〕等领域。

sPS使用的原料和GPPS相同,而产品性能提高很多,极大地提高了人们对合成sPS催化剂的〔7〕自由基或Z-N催化剂合成sPS〔8,9〕,但由于聚合温度高、催化效率低和产物间规度不高,影响了sPS的研究和应用,直到1986年日本Ishihara等

第一次用茂金属催化剂体系在60℃合成了高间规度、高结晶性的sPS,才加大了sPS大规模工业化生产的进度。与传统的Z-N催化剂相比,它

〔10〕

具有催化活性高(最高达107～108g/g金属)。

〔2〕

表1　GF增强型的sPS与其他通用工程

塑料的性能比较

项　　目　　　GF质量分数,%密度/g·cm-3吸水率(24h),%成型收缩率,%断裂收缩率,%断裂拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa弯曲弹性模量/MPa热变形温度/℃　1.80MPa　0.45MPa

5线膨胀系数×10(中值)

sPS301.250.050.352.51181859020

PBT301.350.060.353.1138215

PET301.550.100.302.5152196

PA66301.370.600.353.5177255

PPS401.670.200.251.5147206

95009800830013700

2512692.52.9

2102254.53.6

2452503.03.5

2502623.53.3

2602602.23.9

介电常数(1MHz)耗损因子(1MHz)击穿强度/kV·mm-1

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<0.0010.0030.0070.0090.00148

21

26

20

16

烯烃聚合用茂金属催化剂通常指由茂金属化

收稿日期:2002-12-16。

作者简介:陈循军,现为广东工业大学硕士研究生,主要