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Psp-01催化研究进展

学号：***********姓名：田银海

摘要：聚丙烯生产过程中所用的的催化剂经过不断的实验和研究以及运用过程中慢慢

地发展着，从而产生了psp-01催化剂。从此催化剂的产生到发展，这不仅仅是一个化学药

品的发展，它同时代表着化学这门学科的发展，更加代表历史的发展。

自1957年聚丙烯商品化生产后，其在塑料市场上增长一直保持着强劲的势头。聚丙烯

的技术更新使产品应用得到快速增长，这也反过来给予生产商更多的动力去开发新的催化剂

术。在这种循环推动的作用下，未来的塑料市场聚丙烯将会更加繁荣。

在我们的日常生活中，很少有普通百姓知道聚丙烯，可它却是无处不在，餐盘、汗衫、杯

子、汽车的许多部件（如保险杠等）、洗衣机部件（如内桶等）、电视机部件、洗脚盆可能都

是用聚丙烯材料做的。

聚丙烯之所以受到广泛使用，和其优良的性能是分不开的。它比水轻，弯曲模量和熔点

都比较高，加工性能良好，具有极好的化学稳定性、电绝缘性，制造聚丙烯所需的丙烯原料

便宜易得。这些性能特点使聚丙烯材料的应用得到快速增长。然而这些特点并不是天生而来

的，那是源自于聚丙烯催化剂技术发展的强劲推动下逐渐形成的。

催化剂技术发展始于上个世纪五十年代初：1953年Ziegler成功合成线性聚乙烯，

1954年Natta制备出了聚丙烯。他们也因此共同摘得1963年的诺贝尔化学奖。然而他们

只是创造了一个开端，在他们之后，催化剂技术又经历了翻天覆地的变化。

催化剂的发展历程

第一代催化剂

纳塔小组及其它工业实验室发现通过铝还原的TiCl3（其中含共结晶的AlCl3）或者

TiCl3和AlCl3混合物可以得到活性比纯TiCl3还高的催化剂。1959年，Staffer化学公

司将这种催化剂工业化，并将之命名为AA-TiCl3（AA指还原的和活化）。人们将这种催

化剂称为聚丙烯工业生产中的第一代齐格勒-纳塔催化剂。

催化剂经长时间研磨热处理，表面积可达16~40m2/g，这种催化剂用于丙烯聚合时，

每1gTi可得约5000g聚丙烯，等规度在90%左右。因此这种催化剂的产率和立体选择性很

低，得到的聚丙烯需要清除残留的催化剂和无规聚丙烯部分，生产过程过复杂，费用较高。

第二代催化剂

第二代催化剂主要特点是添加了第二组分给电子体，后来被称为内给电子体，同时该代

催化剂还注意控制催化剂的形状。Solvay型催化剂是这类催化剂的一个典型代表：二十世

纪七十年代早期，Solvay公司的催化剂技术取得了较大的进步，其制得的TiCl3催化剂比

常规AA-TiCl3的比表面积更大（催化剂的表面积150m2/g），催化活性提高了约5倍，等

规度高达95%。

后来又经过多次改进，性能有所提高，聚合物性能优于第一代催化剂所合成的聚丙烯

树脂。但是，第二代催化剂虽然在催化活性、定向能力方面有明显改进，其催化剂效率仍不

能完全满足聚合物免脱灰的要求，聚丙烯树脂仍需进行催化剂残渣处理和无规物脱除，生产

工艺流程也就没有得到明显的改善。

第三代催化剂

第三代催化剂由于催化剂的单位产率高，等规指数较高，基本上可以不脱灰和分离无规

聚合物，又被称作高效催化剂，主要是以MgCl2为载体的载体型催化剂，使用单酯类化合

物作内给电子体，进行四氯化钛负载。第三代催化剂的成功应用，使聚丙烯生产工艺和设备

得到了大大简化，促使聚丙烯的生产得到飞快的发展。然而，聚丙烯的活性还有待提高。

第四代催化剂

第四代催化剂主要是采用了新型载体制备技术，引进一种新的双酯化合物（邻苯二甲酸

酯类）为内给电子体化合物，以烷氧基硅烷为外给电子体。

它除了具有很高活性、立体定向能力出色的特点外，通过控制载体的形貌，能得到球形聚合

物颗粒，还可省去造粒工序，加上生产工