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聚乙烯粉末的制作方法_2

文檔序號:8406698閱讀:來源:國知局
W活 性位點(diǎn)聚集的形式局部地存在于催化劑表面上。因此,在該樣的固體催化劑表面上聚合物 鏈也會局部增長。在該種情況下,聚合物鏈的增長與活性位點(diǎn)的聚集度對應(yīng)而變得不均勻, 表面凹凸也形成不穩(wěn)定的變形的形態(tài)。另外,在活性位點(diǎn)不分散的情況下,聚集的催化劑塊 體在與鄰接的聚合物鏈接觸之前會增長變大,因此其內(nèi)部的孤立的空洞部也會增大。
[0064] 通過使用將催化劑的活性位點(diǎn)均勻配置的固體催化劑,可W得到具有適當(dāng)?shù)谋缺?面積的聚己締粉末。
[00化][由壓隸法求得的孔體積]
[0066] 本實(shí)施方式的聚己締粉末的由壓隸法求得的孔體積為0.85mL/gW下,優(yōu)選為 0. 80血/gW下。
[0067] 通過由壓隸法求得的孔體積為0. 85mL/g W下,聚己締聚合物在溶劑中的溶解性 提局。
[0068] 孔體積與聚己締粉末的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、聚己締粉末的聚集狀態(tài)相關(guān),是指從表面向內(nèi) 部貫通的孔的體積、在聚己締粉末的粒子為密合聚集的情況下存在的聚集粒子內(nèi)部空間體 積。
[0069] 通??左w積增大時,從表面貫通的內(nèi)部孔增多,烙融混煉時的溶劑浸滲沒有充分 到達(dá)粒子內(nèi)部,因此形成在內(nèi)部包裹有氣體的粒子,從而聚己締粉末的溶解性變差。
[0070] 因此,在本實(shí)施方式中,通過將由壓隸法求得的孔體積設(shè)定在上述范圍內(nèi),聚己締 聚合物在溶劑中的溶解性提高。
[0071] 由壓隸法求得的孔體積可W使用隸孔度計進(jìn)行測定,作為測定裝置,沒有特別限 定,可W列舉例如;島津制作所制造的Auto化reIV9500型等。使用島津制作所制造的 Auto化reIV9500型等,對測定試樣進(jìn)行作為前處理的脫氣處理,將隸填充到試樣容器內(nèi), 然后緩慢加壓(高壓部)而將隸壓入到試樣的孔內(nèi),由此可W測定根據(jù)壓隸法的孔體積。
[0072] 在本實(shí)施方式中,作為將由壓隸法求得的孔體積控制在上述范圍內(nèi)的方法,可W 列舉例如:控制催化劑的合成條件、控制催化劑向聚合裝置中的添加方法、W及控制聚合時 的壓力等。
[0073] 催化劑的合成條件具體地可W通過催化劑合成反應(yīng)器中的原料的濃度和添加速 度進(jìn)行控制。通過稀釋原料濃度、降低原料添加速度,可W分散催化劑的活性位點(diǎn),進(jìn)而抑 制固體催化劑中的活性位點(diǎn)的聚集。該樣使固體催化劑中的活性位點(diǎn)分散時,聚合物鏈的 增長不會局部發(fā)生,聚合物鏈覆蓋于全部的固體催化劑表面上,從而得到孔體積小的聚己 締粉末。
[0074] 通過使用將催化劑的活性位點(diǎn)分散的固體催化劑,可W得到具有適當(dāng)?shù)目左w積的 聚己締粉末。
[0075] 本實(shí)施方式的聚己締粉末,由邸T法求得的比表面積為0.lOmVgW上且0. 30mVg W下,并且由壓隸法求得的孔體積為0. 85mL/gW下,由此在聚己締粉末的粒子表面存在凹 凸,并且在粒子內(nèi)部具有與外部隔絕的空洞部位少的結(jié)構(gòu),因此具有與溶劑混煉時優(yōu)良的 溶解性,即使在高速生產(chǎn)時也不殘留未溶解的聚己締粉末。通過使用本實(shí)施方式的聚己締 粉末,即使在高速生產(chǎn)時也可W連續(xù)且穩(wěn)定地制造均勻的二次電池隔膜用微孔膜。
[0076][粘均分子量]
[0077] 本實(shí)施方式的聚己締粉末的粘均分子量(Mv)為10萬W上且100萬W下,優(yōu)選為 15萬W上且80萬W下,更優(yōu)選為20萬W上且70萬W下。
[007引通過粘均分子量(Mv)為10萬W上且100萬W下,獲得了生產(chǎn)率更加優(yōu)良、在成形 時拉伸性和膜強(qiáng)度更加優(yōu)良的聚己締粉末。具有該樣特性的聚己締粉末可W適合用于二次 電池隔膜,可W更適合用于裡離子二次電池隔膜。
[0079] 粘均分子量(Mv)可W通過將聚己締聚合物W不同濃度溶解到十氨化蒙溶液中, 將在135°C求出的比濃粘度外推到濃度0而求出極限粘度[n](化/g),由該極限粘度利用 W下的數(shù)學(xué)式A計算。
[0080]Mv= (5. :MXl〇4)X[ri]"9 數(shù)學(xué)式A
[0081] 在本實(shí)施方式中,作為將粘均分子量控制在上述范圍的方法,可W列舉例如;改變 聚己締聚合物聚合時的反應(yīng)器的聚合溫度、聚合壓力等。一般而言,具有聚合溫度越高則分 子量越低的傾向,具有聚合溫度越低則分子量越高的傾向。另外,作為將粘均分子量(Mv) 控制在上述范圍的另一方法,可W列舉例如;在聚合己締等時添加氨氣等鏈轉(zhuǎn)移劑等。通過 添加鏈轉(zhuǎn)移劑,具有在相同聚合溫度下生成的聚己締聚合物的分子量降低的傾向。
[0082] 本實(shí)施方式中,優(yōu)選將兩者的方法組合來控制聚己締聚合物的粘均分子量(Mv)。
[0083] [由壓隸法求得的孔分布]
[0084] 作為本實(shí)施方式的聚己締粉末,在由壓隸法求得的孔分布中,優(yōu)選在孔徑30ym W下不存在極大值。
[0085] 通過極大值大于孔徑30ym,聚己締粉末的粒子表面上存在的孔徑大,可W得到溶 劑等容易浸滲到粒子內(nèi)部、溶解性良好的聚己締粉末。
[0086] 孔分布可W通過壓隸法測定??蒞根據(jù)隸的表面張力與孔截面上工作的壓力的平 衡,測定與隸壓力對應(yīng)的孔徑。
[0087] 在本實(shí)施方式中,作為將由壓隸法求得的孔分布控制在上述范圍內(nèi)的方法,可W 列舉例如;控制聚己締粉末的制造工序中的粒子表面的變形?烙化。目P,可W通過抑制在 聚合、催化劑失活、干燥工序中聚己締粉末的表面受到負(fù)荷、烙化、磨損、聚集等引起的孔堵 塞、變狹窄,從而進(jìn)行控制。具體而言,為了增大由壓隸法求得的孔分布中的孔徑的極大值, 可W列舉;降低聚合溫度或者降低催化劑漿料濃度,降低催化劑失活、干燥工序的工序槽內(nèi) 溫度和攬拌速度等。
[00能][平均粒徑]
[0089] 本實(shí)施方式的聚己締粉末的平均粒徑優(yōu)選為1ymW上且200ymW下,更優(yōu)選 50ymW上且180ymW下,進(jìn)一步優(yōu)選120ymW上且160ymW下。
[0090] 通過平均粒徑為1ymW上,聚己締粉末的松密度和流動性充分地提高,因此具有 向料斗等中投料、從料斗中計量等操作性更加良好的傾向。通過平均粒徑為200ymW下, 在加工二次電池隔膜或纖維等時,具有生產(chǎn)率和/或拉伸性等的加工適應(yīng)性更加優(yōu)良的傾 向。平均粒徑可W通過實(shí)施例中記載的方法測定。
[0091] 在本實(shí)施方式中,作為將平均粒徑控制在上述范圍內(nèi)的方法,例如可W通過使用 的催化劑的粒徑進(jìn)行控制;另外,也可W通過每單位催化劑的聚己締粉末的生產(chǎn)率來控制。 另外,也可W通過抑制在催化劑失活、干燥工序中聚己締粉末的表面受到負(fù)荷、烙化、磨損 而表面變光滑,從而進(jìn)行控制。另外,也可W通過聚合時的壓力進(jìn)行控制。具體而言,可W 列舉;在催化劑失活、干燥工序時,降低聚己締粉末中殘留的溶劑等的含液率,W及保持聚 合時的壓力低。
[009引[凹凸度伽)]
[0093] 作為本實(shí)施方式的聚己締粉末的凹凸度扣D),優(yōu)選具有UD為0.90W上且0.95W 下的形態(tài)的聚己締粉末為總粒子數(shù)的60%W上,更優(yōu)選具有UD為0. 91W上且0. 94W下的 形態(tài)的聚己締粉末為總粒子數(shù)的60%W上。
[0094] 通過凹凸度伽)在該樣的范圍內(nèi),可W提高聚己締粉末在溶劑中的溶解性。
[0095] 凹凸度為0 <UD《1,UD越接近1則粒子越?jīng)]有凹凸,意味著為光滑的表面。
[0096] 凹凸度伽)可W使用例如日本激光(Japanlaser)公司制造的動態(tài)圖像法粒度 分布?粒子形狀評價裝置QICPIC等進(jìn)行測定??蒞通過使用該裝置等,利用氣流式干式分 散器分散測定試樣,連續(xù)地拍攝分散粒子的圖像,根據(jù)獲得的圖像信息使用圖像分析軟件 進(jìn)行測定。
[0097] 如圖1所示,將得到的對象粒子的投影面積設(shè)為A,將由連接對象粒子的凸部的包 絡(luò)線包圍的投影面積設(shè)為A+B時,凹凸度扣D)由下式(1)定義。
[009引 UD=A/(A+B) (1)
[0099] 在本實(shí)施方式中,作為將凹凸度扣D)控制在上述范圍內(nèi)的方法,可W列舉例如: 控制催化劑向聚合裝置中的添加方法、控制聚合時的壓力、W及控制聚合后的聚己締漿料 的后處理方法等。
[0100] [聚己締粉末中所含的鐵量]
[010U 本實(shí)施方式的聚己締粉末中所含的鐵量優(yōu)選為IppmW上且2(K)ppmW下,更優(yōu)選 為IppmW上且12ppmW下,進(jìn)一步優(yōu)選為IppmW上且lOppmW下。
[0102] 聚己締粉末中所含的鐵量來自于在聚合工序中使用的催化劑成分。
[010引通過鐵量為IppmW上,在作為裡離子二次電池隔膜使用時,容易吸附來自于電解 鹽的分解對電池反應(yīng)產(chǎn)生不良影響的氣化氨。通過鐵量為2(K)ppmW下,得到熱穩(wěn)定性更優(yōu) 良的聚己締粉末,而且,在形成電池隔膜、纖維時,它們的長期穩(wěn)定性也更優(yōu)良。聚己締粉末 中所含的鐵量可W通過用實(shí)施例中記載的方法進(jìn)行測定。
[0104] 聚己締粉末中所含的鐵量可W通過每單位催化劑的聚己締粉末的生產(chǎn)率來進(jìn)行 控制。聚己締粉末的生產(chǎn)率可W通過制造時的反應(yīng)器的聚合溫度、聚合壓力、聚己締漿料濃 度進(jìn)行控制。作為提高聚己締粉末的生產(chǎn)率的方法,可W列舉例如;提高聚合溫度、提高聚 合壓力、和/或提高聚己締漿料濃度等。作為使用的催化劑,沒有特別限定,可W使用通常 的齊格勒?納塔催化劑,優(yōu)選使用后述的催化劑。
[0105][聚己締粉末的制造方法]
[0106] 在本實(shí)施方式中,沒有特別限定,聚己締粉末可W使用通常的齊格勒?納塔催化劑 制造,優(yōu)選使用下面記載的齊格勒?納塔催化劑。
[0107] 作為齊格勒?納塔催化劑,優(yōu)選為包含固體催化劑成分[A]和有機(jī)金屬化合物成 分[B]的催化劑,其中,固體催化劑成分[A]為通過使式1表示的可溶于惰性姪溶劑的有機(jī) 儀化合物(A-1)與式2表示的鐵化合物(A-2)反應(yīng)而制造的締姪聚合用催化劑。
[010引(A-1) ; (Ml)。(Mg)日佑)a(R3)bYi。式 1
[0109](式1中,Ml為屬于由元素周期表第12族、第13族和第14族組成的組的金屬原 子,R2和R3為碳原子數(shù)2W上且20W下的姪基,為烷氧基、娃氧基、締丙氧基、氨基、酷 胺基、-N=C-R4R5、-SR6、0 -酬酸殘基(其中,R4、R哺R6表示碳原子數(shù)1W上且20W下 的姪基。C為2時,各自可W不同),a、e、a、b和C為滿足W下關(guān)系的實(shí)數(shù)。〇《a、〇 < |3、0《a、0《b、0《c、0<a+b、0《V(a+|3)《2、na+2|3 =a+b+c(其中,n表示 Ml的原子價))
[0110] (A-2) ;Ti(0R7)dXi(4_d)式 2
[01川(式2中,d為0W上且4W下的實(shí)數(shù),R7為碳原子數(shù)1W上且20W下的姪基,X1 為面素原子。)
[011引作為(A-1)與(A-。的反應(yīng)中使用的惰性姪溶劑,沒有特別限定,可W列舉例如: 了燒、戊燒、己燒、庚燒等脂肪姪;苯、甲苯、二甲苯等芳香姪;W及環(huán)戊燒、環(huán)己燒、甲基環(huán) 己燒、十氨化蒙等脂環(huán)姪等。
[0113] (A-1)雖然W可溶于惰性姪溶劑的有機(jī)儀絡(luò)合物的形式表示,但是包括所有二姪 基儀化合物W及該化合物與其它金屬化合物的絡(luò)合物。符號a、0、a、b和C的關(guān)系式 na+2e=a+b
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