Катализаторы для производства полиэтилена

2 Катализаторы для производства полиэтилена

Юрий Владимирович Кисин

Университет Рутгерса, Нью-Брансуик, Нью-Джерси, США

[pic 1]

Содержание

2.1 Введение

2.2 Синтез полиэтилена низкой плотности

2.2.1 Пероксидные инициаторы

2.2.2 Химия реакций радикальной полимеризации

2.2.3 Типы и степень разветвления в полиэтиленовых смолах низкой плотности

2.3 Каталитический синтез полиэтиленовых смол

2.3.1 Коммерческие технологии производства полиэтилена

2.3.2 Катализаторы на основе хрома

2.3.2.1 Катализаторы на основе оксида хрома (катализаторы Phillips)

2.3.2.2 Хроморганические катализаторы

2.3.3 Катализаторы Циглера-Натта на основе титана

2.3.3.1 Общие характеристики промышленных катализаторов Циглера-Натта

2.3.3.2 Катализаторы, полученные из растворимых комплексов[pic 2]

2.3.3.3 Катализаторы, полученные синтезом[pic 3]

2.3.3.4 Катализаторы Циглера-Натта, используемые в процессах полимеризации в растворе

2.3.4 Металлоценовые катализаторы

2.3.4.1 Металлоценовые комплексы и сокатализаторы для них

2.3.4.2 Металлоценовые катализаторы на носителе

2.3.5 Катализаторы постметаллоценовой полимеризации этилена

2.3.6 Бинарные катализаторы на основе переходных металлов

2.3.6.1 Бинарные катализаторы Циглера-Натта/металлоценовые

2.3.6.2 Бинарные металлоценовые и постметаллоценовые катализаторы

2.4 Химия реакций каталитической полимеризации

2.5 Единообразие активных центров

2.5.1 Однородность активных центров по молекулярной массе полимеров

2.5.2 Однородность активных центров по способности к сополимеризации

использованная литература

Абстрактный

Полиэтиленовые (ПЭ) смолы различных типов производятся в промышленности по двум принципиально различным типам процессов полимеризации. Процессы первого типа представляют собой реакции радикальной полимеризации этилена под высоким давлением. Эти реакции инициируются перекисными соединениями. К процессам второго типа относятся реакции каталитической полимеризации этилена и реакции его сополимеризации с α - олефинами . Катализаторы, используемые в этих реакциях, основаны на производных трех переходных атомов: титана, хрома или циркония. В этой главе описаны основные радикальные инициаторы и катализаторы с переходными атомами, которые используются для полимеризации этилена.

Ключевые слова : Катализаторы для производства ПЭ, катализаторы, катализаторы Циглера-Натта, хромоксидные катализаторы, металлоцены, инициаторы полимеризации

2.1 Введение

Все полукристаллические полимеры, полученные в основном из этилена и используемые в качестве товарных пластиков, называются полиэтиленовыми смолами. Эти материалы получают в реакциях радикальной полимеризации под высоким давлением и в реакциях каталитической полимеризации. Некоторые полиэтиленовые смолы состоят из строго линейных полимерных цепей; их химическая формула , где n обычно очень большое число в пределах от ~ 1000 до ~ 100 000 . Коммерчески производятся две такие ПЭ смолы, ПЭ высокой плотности (ПЭВП) с n от ~1000 до 10 000 и линейный ПЭ сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ) с n выше 30 000 . Другие полиэтиленовые смолы содержат ответвления в своих молекулярных цепях. Строение всех таких смол можно схематически представить общей формулой:[pic 4]

[pic 5]

Звенья в таких полимерных цепях происходят из этилена, и эти звенья могут поступать из двух разных источников. Они либо образуются спонтанно в ходе реакций радикальной полимеризации, либо преднамеренно вводятся при сополимеризации этилена с α - олефинами на катализаторах полимеризации на основе переходных металлов.[pic 6][pic 7]

При полимеризации этилена при высоком давлении по радикальному механизму параллельно образуются ответвления многих различных типов из-за особенностей радикальных реакций, как описано в разделе 2.1.2. Эти разветвления представляют собой линейные или разветвленные алкильные группы. Их длина варьируется в широких пределах в пределах каждой молекулы полимера. Обычно различают два типа таких ответвлений: короткоцепочечные, от метильной группы до изооктильной группы, и длинноцепочечные, которые могут содержать до нескольких тысяч атомов углерода.