硅氧烯负载Ziegler–Natta催化剂的制备及其催化乙烯聚合的研究

摘要

本研究通过开发硅氧烯负载的Ziegler-Natta催化剂并结合原位聚合技术，成功制备了聚乙烯/硅氧烯纳米复合材料。首先采用刻蚀法制备二维硅氧烯材料，并利用十八胺对其表面进行接枝改性；进而借助硅氧烯表面的极性基团将Ziegler-Natta催化剂负载于改性的硅氧烯上，经三乙基铝活化后实现乙烯的原位聚合，研究硅氧烯对催化剂性质的影响、负载型催化剂对乙烯聚合活性的作用以及复合材料性质的变化规律。结果表明：制备的硅氧烯负载Ziegler-Natta催化剂的活性显著高于传统Ziegler-Natta催化剂，且聚合后硅氧烯在聚乙烯基体中分散均匀，有效提升了基体的力学与热学性能；当硅氧烯添加量仅为0.62%(质量分数)时，复合材料的断裂强度、弹性模量和断裂伸长率较纯聚乙烯样品分别提高了129.5%,54.1%和58.0%，其热分解温度(θd5%)提升了54.3℃。本研究为高性能聚烯烃纳米复合材料的制备提供了新思路与有效方法，通过突破传统材料在力学强度与热稳定性方面的限制，为其在高端包装、新能源及精密制造等关键领域的应用拓展奠定了基础。

关键词

硅氧烯 / 接枝改性 / Ziegler-Natta催化剂 / 烯烃 / 原位聚合 / 聚乙烯 / 纳米复合材料