以高性能聚烯烃反应器内合金的自主开发为目标,创新设计了多段聚合过程的在线快速检测控制系统,在此基础上合成了球形聚丙烯及低温性能优异的聚丙烯基多相多组分合金,研究了聚合过程中各阶段的聚合动力学以及树脂粒子的形态结构和树脂性能。 研究设计了一套带有在线调节和控制的烯烃多段聚合反应装置,提出了一种新的气相组成控制技术。即在反应器的尾气线上装一个基于粘度的差压式质量流量控制器（VFC）和一个与之串联的基于热容的热式质量流量控制器（MFC）。尾气通过时,其瞬时组成及质量流量可同时被VFC和MFC协同测定。通过瞬时组成数据调节反应器的进料比,从而维持反应器内气相组成的恒定。这种新型在线检测系统具有极短的响应时间,使得气相共聚反应过程的组成控制更加灵敏和精确。 在加压条件下进行了球形TiCl₄/MgCl₂催化剂催化的丙烯气相均聚,测定了单体瞬时聚合速率等重要的动力学数据,考察了催化剂效率、铝钛比、温度、压力等不同聚合条件对聚合动力学的影响,并用Flory-Huggins方程估算了聚合物非晶区中的单体浓度Cm。发现聚合速率与Cm成正比;丙烯聚合速率在反应一开始就迅速衰减,之后是缓慢的衰减。提出了一个n级衰减的丙烯气相聚合动力学模型,根据实验数据拟合得到了模型的各个参数,其中活性中心的衰减级数为2.5,气相聚合的表观增长活化能为77.1kJ/mol。 考察了丙烯液相本体聚合过程,发现液相聚合速率的衰减形式与气相体系类似,并提出了一个与气相体系类似的动力学模型。模型计算的结果显示,液相本体聚合的表观增长活化能与气相体系类似,但是活性中心的衰减级数只有1.7,低于气相体系,表明液相体系的粒子过热现象没有气相体系严重。两个模型的模拟结果与实验数据都能较好地吻合。 研究了丙烯液相均聚一乙丙气相共聚过程中的第二阶段气相共聚动力学,测定了单体瞬时聚合速率、瞬时气相单体组成、聚合物的瞬时组成等重要的动力学数据,首次提出了一个适用于乙丙气相共聚过程的n级衰减聚合动力学模型,并