[发明专利]一种合成乙烯聚合物的工艺

说明书

发明的领域

本发明涉及聚乙烯的合成。

具体来说，本发明涉及解缠结的超高分子量聚乙烯(DUHMWPE)的合成。

背景技术

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种聚烯烃的类型，由极长的聚乙烯链组成，主要根据每个单独分子(链)的长度决定其强度。分子之间的范德华键对于在分子之间重叠的每个原子来说相对较弱，但因为分子非常长，能够存在大的重叠，从而增加从分子到分子携带较大剪切力的能力。每个链都用如此多的范德华键与其他链相连，使得分子间强度总体很高。

存在于大多数聚合物中的极性基团容易与水结合。UHMWPE不易吸收水，因在UHMWPE中不存在极性基团，使其难以与其他聚合物结合。因此，其对皮肤的作用不强，使得UHMWPE的纤维表面手感滑。由于不含某些易受强试剂作用的化学基团(如酯类、酰胺或羟基基团)，因此非常耐水、耐潮、耐大多数化学品、耐紫外辐射及耐微生物。UHMWPE不受接触芳族溶剂所致芳环堆积作用的影响，而芳族聚合物常受此影响。

UHMWPE具有高耐磨、高抗冲击和高熔化粘度等优秀特性。因此应用于较低分子量级别不奏效的场合。

现有知识：

采用传统的齐格勒-纳塔催化剂来合成UHMWPE会造成大范围的链缠结，因为在此类反应中使用了剧烈的反应条件。因此，亟需给聚合物链单活性催化剂解缠结，使其具有高活性及在较温和的工艺条件下表现出活动性质。

在以下三井化学株式会社Fujita等人的专利中，对催化体系的活动性质做了举例说明：US6875718、EP0874005、PCT国际专利申请WO2001/005231。

Geoffrey W Coates等人在US6562930、6787624、7119154中针对丙烯的均聚体化和共聚体化，也显示了此类相关催化体系的活动性质。

利用其活动性质，Sanjay Rastogi也使用此类催化体系来佐证所生成的UHMWPE具有解缠结性质(EP1308255，于2003年)。他近期的美国专利申请2010/0087929论证了将解缠结的UHMWPE用于可模塑成型零件时，具有医疗应用的优点。

荷兰帝人芳纶公司使用解缠结的UHMWPE和固态加工工艺，开发了适当的机器对其加工，然后拉成胶带和纤维，如以下专利申请中的举例说明：WO2009/153318、WO2010/003971、WO2009/133060、WO2009/109632、WO2010/007062、WO2006/136323、WO2009/133060。

WO2009/127410A1描述了一种制备分子量介于1000000克/摩尔与10000000克/摩尔之间的超高分子量聚乙烯(以下简称为UHMWPE)的方法；该方法用到一种钛基催化剂和一种助催化剂三乙基铝或三异丁基铝，其中镁化合物/钛化合物的摩尔比小于3:1。

EP874005B1论及将烯烃过渡金属配合物和有机铝氧化合物等聚合催化剂作为合成聚乙烯的助催化剂和过程物。

US5986029论及一种合成HDPE、LDPE、LLDPE和乙烯共聚物的工艺，采用一种新的催化剂过渡金属配合物，如C₅Me(CH₂)₂NMe₂TiCl₂及其类似物和甲基铝氧烷助催化剂体系。

US2003096927论及聚乙烯及其共聚物的合成，采用催化剂双席夫碱配体与环戊二烯基金属氯化物，其中金属是钛或锆或铪及助催化剂甲基铝氧烷。

JP2000063416论及采用钛催化剂和有机铝氧化合物合成分子量分布广的共聚物。

CN1651472论及一种含氧基席夫碱IVB族配合物的催化剂，该催化剂具有使乙烯聚合的催化活性。

CN1850869公开了一种β-酮亚胺钒链烯聚合催化剂和制造方法，以及乙烯聚合、乙烯与降冰片烯聚合、乙烯和α-链烯或降冰片烯共聚合的应用。

WO09/091334论及采用过渡金属和一种类似有机铝的催化剂，合成一种席夫碱的Li或Na盐(由一种苯胺和二醛/二酮、三醛/三酮或四醛/四酮制成)的自组装催化剂，并用来合成从低分子量到超高分子量(3000至3000000)的聚烯烃。