臺灣博碩士論文加值系統

本論文是探討二氧化矽載體支撐茂金屬觸媒催化乙烯聚合及共聚合反應之研究，將載體利用含浸法製備支撐型觸媒，進行泥漿式之聚合反應。本研究探討不同載體、反應溫度、不同α-烯烴添加量等三種變因對HDPE和LLDPE產量的影響，並且對觸媒以及高分子作物化性(包括DSC、GPC、FESEM、XRD、FTIR、ICP-AES、OM等分析)的探討。

本研究發現當反應溫度為60℃時，其HDPE和LLDPE產量為最佳，而在300m2/g與奈米級二氧化矽不同載體聚合反應上，奈米級載體有較佳的聚合效果，不同α-烯烴添加量對於LLDPE共聚合產量，發現添加量增加與產量成正比關係，由SEM觀測HDPE和LLDPE產物，發現反應溫度增加，絲狀結構越明顯，由XRD觀測HDPE和LLDPE產物，發現反應溫度增加，HDPE的XRD強度上升而LLDPE產物的XRD強度下降，HDPE在低溫下有最佳之分子量，LLDPE在添加量為1.8ml有最佳分子量。奈米級二氧化矽無論是產物的產量或物化性大都優於300m2/g二氧化矽載體。

The purpose of this thesis is to study ethylene polymerization and co-polymerization catalyzed by Me2Si(Ind)2ZrCl2/SiO2.The catalyst was prepared by impregnation method. The polymerization was carried out in a slurry reactor. We studied the effects of support types, reaction temperature and α-olefin types on polymer yield. We characterized the catalysts and the polymers with a variety of techniques, including DSC, GPC, FESEM, XRD, FTIR, OM, and ICP-AES.

We found that 60℃ was the best reaction temperature where HDPE and LLDPE had the best yield. For catalysts with micro-sized(surface area of 300m2/g)and nano-sized，the nano-sized catalyst had better performances. The increase of α-olefin concentration increased the LLDPE product yield. SEM showed that the silky structure of HDPE and LLDPE became more significant with the increase reaction temperature. XRD showed that the XRD intensity of HDPE increased with increasing reaction temperature. But XRD intensity of LLDPE decreased with increasing reaction temperature. HDPE product with the lowest temperature had the highest molecular weight. LLDPE produced with adding 1.8ml α-olefin had the best molecular weight. The catalyst with nanometer size had the best product yield and the best physical and chemical characteristics.

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 IV
目錄 V
圖目錄 X
表目錄 XVIII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2聚乙烯簡介 3
1-3聚乙烯之發展現狀 6
1-4 聚乙烯製造技術 10
1-4.1 高壓製程簡介 10
1-4.2 低壓製程簡介 12
1-5 研究目的 18
第二章 文獻回顧 19
2-1 前言 19
2-2 有機金屬茂觸媒 20
2-3 助觸媒甲基氧化鋁（MAO）之介紹 25
2-4 Metallocene觸媒反應機構 28
2-5 金屬茂觸媒的優點與發展 30
2-6 載體簡介 34
第三章 實驗系統 36
3-1 實驗設計 36
3-2 實驗藥品及設備 37
3-2.1 實驗氣體與液體 37
3-2.2 實驗藥品 38
3-2.3 實驗儀器 39
3-2.4 分析儀器 40
3-2.5儀器設備裝置圖 41
3-3 使用的載體 43
3-4 觸媒的製備 43
3-5 乙烯聚合反應 44
3-5.1 高密度聚乙烯(HDPE)聚合反應 44
3-5.1 線性低密度聚乙烯(LLDPE)聚合反應 45
3-6 掃瞄式電子顯微鏡（SEM）/熱場發射掃瞄式顯微鏡(FESEM)分析 46
3-7 微差掃描式分析儀(DSC)實驗 48
3-9凝膠滲透層析儀法(GPC) 49
3-10 Χ射線繞射 (XRD)實驗 51
3-11 傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)之原理與分析 52
3-12感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(ICP-AES)之分析 53
3-13 光學顯微鏡(optical microscope)分析實驗 54
3-14比表面積及孔徑分析儀(BET)之分析 55
第四章 結果與討論 56
4-1不同載體和反應溫度對HDPE聚合反應產量之影響 57
4-2不同載體和反應溫度對LLDPE聚合反應產量之影響 60
4-3不同α-烯烴添加量對LLDPE聚合反應產量之影響 64
4-3-1 己烯(1-hexene)添加量對於LLDPE產量影響 64
4-3-2 辛烯(1-octene)添加量對於LLDPE產量影響 66
4-4 熱場發射掃瞄式顯微鏡(FESEM)之分析 68
4-4.1不同反應溫度和載體為變因對HDPE所聚合之產物 68
4-4.2不同反應溫度和載體為變因對LLDPE所聚合之產物 74
4-4.3不同α-烯烴添加量和載體為變因對LLDPE所聚合之產物 80
4-5 傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)之分析 87
4-5.1不同反應溫度和載體為變因對HDPE之FTIR分析 87
4-5.2不同反應溫度和載體為變因對LLDPE之FTIR分析 94
4-5.3不同α-烯烴添加量和載體為變因對LLDPE之FTIR分析 101
4-6 凝膠滲透層析儀(GPC)之分析 108
4-6.1不同反應溫度和載體為變因對HDPE之GPC分析 108
4-6.2不同反應溫度和載體為變因對LLDPE之GPC分析 109
4-6.3不同α-烯烴添加量和載體為變因對LLDPE之GPC分析 110
4-7 Χ射線繞射(XRD)之分析 112
4-6.2不同反應溫度和載體為變因對LLDPE之XRD分析 118
4-6.3不同α-烯烴添加量和載體為變因對LLDPE之XRD分析 125
4-8 密度(Density)之分析 132
4-8.1不同反應溫度和載體為變因對HDPE之密度分析 132
4-8.2不同反應溫度和載體為變因對LLDPE之密度分析 133
4-8.3不同α-烯烴添加量和載體為變因對LLDPE之密度分析 134
4-9微差掃描式分析儀(DSC)之分析 135
4-10.1不同反應溫度和載體為變因對HDPE之DSC分析 135
4-10.2不同反應溫度為變因對LLDPE之DSC分析 140
4-10.3不同α-烯烴添加量為變因對LLDPE之DSC分析 140
4-11感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(ICP-AES)之分析 144
第五章 結論與建議 148
第六章 參考文獻 151

參考文獻
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