Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полиолефины. Часть 7

24 июня 2020
Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полиолефины. Часть 7

Эффективность различных катализаторов Циглера-Натта (Z-N) – вопрос отдельной статьи. Здесь же заметим, что сравнение характеристик этих катализаторов нужно производить с учетом их поколений – более новые обычно и более эффективные. Сравнение обычно основывается на данных, полученных в условиях объемной полимеризации при температуре +70 °С в течение 2 часов. Для первых двух поколений катализаторов Z-N скорость полимеризации была очень низкой, а также страдала изотактичность. Таким образом, после полимеризации потребовалось две последовательные стадии: очистка полимера от следов катализатора и удаление атактического полимера.

Для третьего поколения реакция полимеризации стала более стерильной, однако активность была не очень высокой. Тем не менее, это сильно меняется, когда используется так называемое основание Льюиса или бензоат. Активность катализатора и стереоселективность полимеризации возрастают, а PDI снижается, когда мы переходим от 3-го к 5-му поколению. Однако это не относится к сукцинатным системам. Катализаторы Филлипса основаны на Cr (IV), нанесенном на диоксид кремния и оксид алюминия. Истинная структура катализатора Филлипса до настоящего времени не была хорошо понята, но известно, что смесь оксида хрома и оксида кремния (CrO3 / SiO2) используется для создания активных центров. Катализатору не требуются дополнительные химические активаторы, прежде чем полимеризация может произойти, поскольку активный центр образуется перед полимеризацией путем термической активации при высоких температурах (например, +600 °С).

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полиолефины. Часть 7

Катализаторы Филлипса используются как в газофазных, так и в суспензионных процессах. Полиэтилен, полученный с использованием катализаторов Филлипса, имеет очень широкое молекулярно-массовое распределение с полидисперсностью от 12 до 24. Еще один важный тип катализаторов — металлоценовые катализаторы. Большое разнообразие металлоценовых катализаторов может быть получено путем изменения простой структуры Cp2ZrCl2. Природа переходного металла и структура лиганда оказывают большое влияние на поведение катализатора. Форма, геометрия и химическая структура лиганда могут влиять на активность и селективность катализатора. Симметрия, налагаемая лигандами вокруг активного центра, определяет геометрию для координации и вставки мономера и, следовательно, относительную ориентацию катализатора и растущей полимерной цепи. Существует разница между полиолефинами, полученными с помощью катализаторов Z-N, и полиолефинами, полученными с помощью металлоценов.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полиолефины. Часть 7

Металлоценовые катализаторы имеют узкое молекулярно-массовое распределение и значительно сниженную низкомолекулярную фракцию. Металлоцены более чувствительны к водороду, чем катализаторы ZeN, что приводит к способности производить полимеры с очень высокой скоростью течения расплава непосредственно в реакторе. В специальной литературе описывается влияние системы ZeN и металлоценового катализатора на структуру полимера. Система ZeN состоит из различных активных центров. Каждый центр создает макромолекулу, что приводит к более широкому распределению молекулярной массы по сравнению с металлоценовыми катализаторами.

Влияние катализатора на температуру плавления также изучено достаточно широко, и многое зависит от более низкой температуры плавления металлоценового полипропилена по сравнению с полипропиленом Z-N. Температура плавления металлоценового полипропилена находится в диапазоне 150 °C по сравнению с полипропиленом Z-N, который имеет температуру плавления приблизительно 162 °C. Полипропилен, полученный в соответствии с процессом Z-N, содержит ряд цепей, которые не являются изотактическими: они смешиваются с полностью изотактическими цепями и слегка понижают температуру плавления. С металлоценовым катализатором количество неровностей намного меньше, но они случайным образом распределены по всем цепям. Следовательно, они препятствуют процессу кристаллизации намного больше, чем в старом технологическом процессе.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полиолефины. Часть 7

Также важно отметить и влияние условий эксплуатации на кинетику и MWD (молекулярно-массовое распределение). «Водородный эффект», наблюдаемый при реакции пропилена, зависит от двух факторов: природы каталитической системы и типа мономера. При полимеризации пропилена замечательный активирующий эффект водорода наблюдался почти для всех типов катализаторов Z-N. Различные гипотезы были предложены для объяснения увеличения скорости полимеризации, вызванной водородом. Среди этих теорий наиболее широко используемыми разными авторами являются следующие: увеличение количества активных звеньев, изменение в степени окисления, а также теория «дремлющих» (то есть временно неактивных звеньев).

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полиолефины. Часть 7

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад