气相聚合工艺是当今生产合成树脂如聚乙烯、聚丙烯的一种能耗低、流程短的工艺,可直接得到颗粒状的聚烯烃。与溶液聚合相比,气相聚合工艺不使用任何溶剂,无需复杂且冗长的凝聚、分离工序,操作安全性高,投资和生产成本低,对环境污染少,是聚烯烃工业的发展方向。与气相工艺生产合成树脂不同,气相工艺生产合成橡胶存在一定的困难。其原因主要在于橡胶是极易粘连的弹性体,在反应初期橡胶颗粒间就相互粘连形成大的颗粒乃至结块,从而导致颗粒流动性差,反应热不易散发,甚至发生爆聚。本文对气相聚合原位制备异戊橡胶和乙丙橡胶颗粒分别进行了探索性研究,提出了一种防止橡胶颗粒粘黏具有一定普适性的新方法。该方法是将所选催化剂和nano-SiO2一并负载在微米级载体硅胶上,气相聚合过程中保持nano-SiO2始终包裹在颗粒表面,形成一层阻隔层,这层阻隔层能有效防止橡胶颗粒之间的粘黏。针对气相聚合原位制备异(?)橡胶颗粒,选取稀土催化体系Nd(OiPr)3/MAO/tBuCl,对聚合产物颗粒形态、微观结构、分子量及分子量分布、聚合活性等进行了表征。cis-1,4含量为89-93%,重均分子量为30～59万,分子量分布为1.90～3.11,聚合活性为31～176kgPIP/(molNd-h)。随着nano-SiO2加入量的增加,聚合产物颗粒粘黏程度降低,cis-1,4结构含量有下降的趋势,但整体变化不大。异戊橡胶分子量及分子量分布均增大,聚合活性降低,温度、压力对聚合活性影响显著,随着反应温度升高、压力增大,聚合活性迅速增大；聚合物分子量降低,微观结构变化不大。针对气相聚合原位制备二元乙丙橡胶颗粒,选取茂金属催化体系rac-[Et(Ind)2]ZrCl2/MAO,对聚合物颗粒形态、微观结构、分子量及分子量分布、聚合活性等进行了表征。聚合物中乙烯结构单元含量为80～83mo1%,聚合物重均分子量为6～8万,分子量分布为2～3,聚合活性为190～330kg/(molZr·h)。同样地加入nano-SiO2能有效防止乙丙橡胶颗粒之间的粘黏,聚合活性略有降低,聚合物结构变化不大。随着聚合温度的上升,聚合活性迅速升高,聚合产物分子量及分子量分布有降低的趋势,乙烯结构单元含量降低。综上所述,本文采用该方法成功实现气相聚合原位制备出不粘黏的异戊橡胶颗粒和乙丙橡胶颗粒,解决了橡胶颗粒发粘的共性关键问题。