اثر عوامل مختلف در فرایند ساخت کاتالیزور زیگلر- ناتا بر فعالیت و شکل‌شناسی ذرات کاتالیزور در پلیمرشدن پروپیلن

در این پژوهش، اثر عوامل مختلف در فرایند ساخت کاتالیزور زیگلر- ناتای نسل چهارم شامل دما و غلظت تیتانیم تتراکلرید بر شکل‌شناسی و عملکرد کاتالیزور بررسی شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد، بهترین کاتالیزورها چه از لحاظ شکل‌شناسی و چه از لحاظ فعالیت هنگامی حاصل می‌شوند که فرایند ساخت آنها در دو مرحله انجام شود. در مرحله اول واکنش یعنی واکنش نگه‌دارنده کاتالیزور (محصول افزایشی از منیزیم کلرید و اتانول که دارای شکل‌شناسی کاملا کروی است) با تیتانیم تتراکلرید، افزایش تدریجی دمای واکنش از دماهای زیر صفر (۵ºC‌-) تا دماهای زیاد (۹۰ºC‌) به حفظ شکل‌شناسی کاملا کروی ذرات کاتالیزور کمک می‌کند، در حالی که افزایش سریع و ناگهانی دما منجر به تشکیل ذراتی با شکل‌شناسی غیرکروی و ریز می‌شود. همچنین، بررسی اثر حد بالای دمای استفاده شده نیز نشان داد، با گذشتن از این حد(۹۰ºC)، فعالیت کاتالیزور کاهش می‌یابد. بررسی مرحله دوم واکنش نیز نشان داد، در این مرحله اضافه‌شدن تیتانیم تتراکلرید باید در دمای زیاد (۸۰-۹۰) انجام شود. در غیر این حالت کاتالیزورهایی با فعالیت‌های بسیار کم حاصل می‌شوند. بررسی اثر دمای شست‌وشوی نهایی کاتالیزور نیز نشان داد، انجام عمل شست‌وشو در دماهای زیاد منجر به حصول کاتالیزورهایی با فعالیت بیشتر می‌شود. در واقع در دماهای زیاد ترکیبات غیرفعال‌کننده موجود در محیط به نحو مؤثرتری در تیتانیم تتراکلرید و تولوئن داغ حل شده و از سطح کاتالیزور و محیط واکنش حذف می‌شوند. در نهایت، با توجه به بررسی‌های انجام شده شرایط بهینه برای ساخت کاتالیزور با شکل‌شناسی و فعالیت زیاد در فرایند پلیمرشدن پروپیلن پیشنهاد شده است.