ساخت آلیاژ کاتالیزوری زیگلر-ناتا/متالوسن برای تولید آمیزه های پلیمری از پلی پروپیلن های تک آرایش و الاستومری درون راکتور پلیمریزاسیون

هدف از انجام پروژه مقابل ساخت کاتالیزور های هیبرید از دو کاتالیزور متالوسن (2-phind)2zrcl2 و زیگلر- ناتای نسل چهارم و پلیمر کردن پروپیلن به وسیله آن ها بوده است که بدین وسیله آمیزه ای از پلی پروپیلن های مختلف حاصل شود. از آنجا که هر یک از کاتالیزورهای بیان شده، فعال کننده ویژه خود را داشته و معمولا فعال کننده آلکیل آلومینیمی(alr3) کاتالیزور زیگلر- ناتا یعنی تری اتیل آلومینیم (tea) یا تری ایزو بوتیل آلومینیم (tiba) به عنوان مسموم کننده برای کاتالیزور متالوسن عمل می کند در ابتدای کار رفتار کاتالیزور متالوسن در حضور مخلوط فعال کننده های زیگلر-ناتایی و متالوسنی (متیل آلومینوکسان(mao)) مورد بررسی قرار گرفت. این مخلوط ها شامل مخلوط tea/mao و مخلوط tiba/mao در جزءهای مولی 9/0 تا0/0 = xalr3=alalr3/al(mao+alr3) بودند. نتایج بررسی واکنش های پلیمر شدن نشان می دهد که فرمولبندی فعال کننده ها بر روی فعالیت کاتالیزور، جرم مولکولی، توزیع جرم مولکولی، ریز ساختار، ویژگی های حرارتی و ویژگی های دینامیکی- مکانیکی پلی پروپیلن حاصل اثر دارد. در هر دو سامانه مورد بررسی با افزایش آلکیل آلومینیم به محیط واکنش در ابتدا فعالیت کاتالیزور افت می کند به صورتی که در سامانه altea/almao فعالیت ازkgpp/molzr 500 به kgpp/molzr 170 می رسد و در سامانه altiba/almao به kgpp/molzr400 می رسد. اما پس از اضافه شدن مقادیر بیشتر ازآلکیل آلومینیم ها به محیط واکنش، مقداری از فعالیت? از دست رفته بازیابی می شود به نحوی که در سامانه altea/almao در جزء مولی 8/0=xtea فعالیت به kgpp/molzr200 و در سامانه altiba/almao در همین جزء مولی به kgpp/molzr530 می رسد. ادامه افزایش tea به محیط واکنش منجر به غیرفعال شدن سامانه شده در حالی که افزایش بیشتر tiba هم چنان منجر به افزایش فعالیت می شود. بررسی جرم مولکولی و توزیع جرم مولکولی پلیمرهای حاصل نیز نشان داد که در سامانه altea/almao با افزایش میزان tea جرم مولکولی پلیمرهای حاصل به شدت کاهش یافته و توزیع جرم مولکولی تغییرات کمی می یابد(86/1 تا 96/1). جرم مولکولی پلیمرهای حاصل از سامانه altiba/almao با افزایش میزان tiba پس از افزایش ابتدایی با سرعت ملایمی کاهش می یابد به صورتی که پس از افزایش ابتدایی از g/mol 49000 به g/mol 72000 روندی نزولی را آغاز کرده و از g/mol72000 به g/mol41000 می رسد. توزیع جرم مولکولی در این گروه از پلیمرها افزایش قابل توجهی نشان می دهد(2/2 تا 18/3). بررسی ریزساختار پلیمرهای حاصل از سامانه0/0= xalr3 به وسیله 13c nmr ساختاری کاملا بی آرایش را نشان داده در حالی که پلیمرهای حاصل از جزءهای مولی بالاتر، ساختاری با میزان تک آرایشی بالاتری از خود نشان می دهند.dsc وdmta نیز این یافته ها را تایید کرده به صورتی که tm، ?hm وtg با افزایش نسبت مذکور افزایش می یابند.کمترین میزان میرا شدن ضربه در پلیمرها در جزء های 8/0-6/0= xalr3 مشاهده می شود. در ادامه، کاتالیزورهای هیبرید متعددی از طریق اختلاط کاتالیزور های زیگلر- ناتا نسل چهارم، آلکیل آلومینیم های مختلف و کاتالیزور متالوسن (2-phind)2zrcl2 ساخته شدند. روش سطح پاسخ بر اساس طرح باکس- بنکن سه سطحی و سه متغیری برای بررسی تاثیر عوامل مقدار متالوسن، مقدار tea و دما بر روی میزان قرار گرفتن کاتالیزور متالوسن بر روی کاتالیزور زیگلر- ناتا مورد استفاده قرار گرفت. میزان کمی و کیفی al و zr قرار گرفته بر روی کاتالیزور هیبرید به وسیله icp و edxa مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دما نقشی بسیار حیاتی بر روی میزان قرار گرفتن کاتالیزور متالوسن بر روی کاتالیزور زیگلر- ناتا ایفا می کند.آنالیز توده کاتالیزور ها به وسیله icp نشان داد که با افزایش غلظت al ، غلظت zr از یک بیشینه عبور می کند در حالی که آنالیز سطح(edxa)کاتالیزور های هیبرید ساخته شده نشان داد که همواره با افزایش غلظت al، غلظت zr افزایش می یابد. علاوه بر این، با انجام این واکنش ها در حضور tiba و mao نیز نتایجی مشابه با tea حاصل گردید. در نهایت پروپیلن به وسیله کاتالیزورهای هیبرید ساخته شده (شامل 45/0، 2/1، 0/1 و 9/0 درصد وزنی zr و 8/1? ti) مورد پلیمر شدن قرار گرفت و پلیمرهای نهایی به وسیله dsc و dmta مورد شناسایی قرار گرفتند. dsc حضور سه نوع پلی پروپیلن با دماهای ذوب ?c160، ?c130 (پیک پهن) و دمای بلوری شدن ?c 100، ?c 115 و ?c 60 را نشان داد. dmta نیز تنها یک tg در ?c 10 و مقادیر بالاتری از tan? 28/0 تا 32/0 در مقایسه با 08/0(پلی پروپیلن کاملا تک آرایش) و 19/0(پلی پروپیلن با میزان تک آرایشی72?)] را برای پلیمرهای حاصل ازکاتالیزورهای هیبرید نشان داد.