Паліалефіны, у тым ліку поліэтылен (ПЭ) і поліпрапілэн (ПП), складаюць больш за 60% сусветнай вытворчасці тэрмапластыкаў, перавышаючы 200 мільёнаў метрычных тон штогод. У аснове амаль кожнага рэактара паліалефінаў ва ўсім свеце ляжыць найважнейшы хімічны кампанент: алкіл-кокаталізатар металу. У гэтым артыкуле разглядаецца, як алюмініевыя алкілы і складаныя металаарганічныя злучэнні забяспечваюць палімерызацыю па Зіглеру-Ната і вызначаюць уласцівасці палімераў, якімі мы карыстаемся кожны дзень.
Каталізатарная сістэма Зіглера-Наты: двухкампанентны рухавік
Сістэма каталізатараў Зіглера-Наты — за якую Карл Зіглер і Джуліа Ната атрымалі Нобелеўскую прэмію па хіміі ў 1963 годзе — складаецца з двух асноўных кампанентаў, якія працуюць у спалучэнні:
- Пракаталізатар (перадкаталізатар): звычайна злучэнне тытанавага хларыду (напрыклад, TiCl₄ на аснове MgCl₂)
- Сукаталізатар (актывататар): Алюмініевы алкіл, які актывуе цэнтр тытану шляхам алкіравання і ўтварае актыўную сувязь Ti–C
Без сукаталізатара тытанавы пракаталізатар застаецца неактыўным. Алюмініевы алкіл алкілуе цэнтр тытану, змяншаючы Ti(IV) да каталітычна актыўнага віду Ti(III), і адначасова дзейнічае як агент перадачы ланцугоў, які кантралюе размеркаванне малекулярнай масы.
Ключавыя алюмініевыя алкілы ў вытворчасці паліалефінаў
Трыэтылуалюміній (TEAL)
ТЭАЛ з'яўляецца самым шырока выкарыстоўваным сукаталізатарам у палімерызацыі Зіглера-Наты. Яго высокая рэакцыйная здольнасць і спрыяльны стэрычны профіль робяць яго ідэальным для працэсаў вытворчасці поліэтылену як у шламнай, так і ў газавай фазе. ТЭАЛ забяспечвае выдатную актыўнасць каталізатара пры захаванні добрага кантролю над малекулярнай масай палімера. Ён таксама выкарыстоўваецца ў рэакцыі росту Зіглера для сінтэзу лінейных альфа-алефінаў і доўгаланцуговых алюмініевых алкілаў.
Хларыраваныя алюмініевыя алкілы: ДЭАК, ЭАДК і ЭАСК
Дыэтылалюмініевы хларыд (DEAC, CAS 96-10-6) мае іншы профіль актывацыі ў параўнанні з TEAL. Хлараідны ліганд змякчае Льюісавую кіслотнасць алюмініевага цэнтра, забяспечваючы павышаную стэрыяселектыўнасць у палімерызацыі прапілену. DEAC шырока выкарыстоўваецца ў сістэмах, дзе кантроль ізатактычнасці мае вырашальнае значэнне.
Этыلالюмініевы дыхларыд (EADC, CAS 563-43-9) і этыلالюмініевы сесквіхларыд (EASC, CAS 12075-68-2) змяшчаюць яшчэ большую колькасць хлору, забяспечваючы высокастэрэаспецыфічныя актыўныя цэнтры. Яны асабліва эфектыўныя ў працэсах вытворчасці поліпрапілену з высокім ізатактычным індэксам (>95%) і павышанай жорсткасцю.
Спалучальныя з'яднанні дыізабутылуалюмінію: DIBAC, DIBAL-H, MONIBAC
Алюмініевыя алкілы з ізабутыльных замяшчэннямі прапануюць выразныя перавагі ў пэўных тэхналагічных асяроддзях. Хларыд дыізабутылалюмінію (DIBAC, CAS 1779-25-5) і дыхларыд ізабутылалюмінію (MONIBAC, CAS 1888-87-5) забяспечваюць больш павольную, больш кантраляваную кінетыку актывацыі, што робіць іх прыдатнымі для канфігурацый каскадных рэактараў, дзе патрабуецца паэтапная актывацыя. Дыізабутыл-алюмініевы гідрыд (DIBAL-H, CAS 1191-15-7) — магутны звядальны агент, які знаходзіць прымяненне не толькі ў палімерызацыі, але і ў выбарачных звядзеннях у арганічным сінтэзе.
Уплыў выбару сукаталізатара на ўласцівасці палімера
Выбар алюмініевых алкіл-какаталізатараў непасрэдна ўплывае на некалькі крытычных характарыстык палімера:
- Распаўсюджванне малекулярнай масы (РММ): розныя какаталізатары вызначаюць розныя хуткасці перадачы ланцугоў, што ўплывае на шырыню распаўсюджвання малекулярнай масы
- Стэрыярэгулярнасць: Хлараваныя какаталізатары звычайна павышаюць ізатактычнасць у поліпрапілене, што забяспечвае больш высокую крышталічнасць і жорсткасць
- Уключэнне камёнамераў: пры вытворчасці ЛЛДПЭ выбар какаталізатара ўплывае на тое, наколькі эфектыўна альфа-аліфавыя камёнамеры (бутэн, гексен, актен) уключаюцца ў палімерны каркас
- Прадукцыйнасць каталізатара: суадносіны ка-каталізатара да тытану (Al/Ti) павінны быць старанна аптымізаваны — пры занадта нізкіх актыўнасць зніжаецца, а пры занадта высокіх адбываецца празмерная перадача ланцугоў
Рэкамендацыі для канкрэтных працэсаў
| Працэс апрацоўкі палімера | Рэкамендаваныя какаталізатары | Тыповае суадносіны Al/Ti |
|---|---|---|
| ПЭ газавай фазы (UNIPOL™, Innovene™) | TEAL, DEAC | 50–200 |
| Слуппе-PE (Hostalen, CX) | TEAL, DEAC | 30–150 |
| Штучны поліпрапілен (Spheripol™) | TEAL + знешні донар | 50–300 |
| Газафазная ПП (Novolen™) | TEAL, EADC | 100–400 |
| LLDPE (раствор, металацэн) | MMAO, IBAO | 100–1000 |
Партфоліа алкілаў цэолевых металаў Do Sender
Кампанія «Shandong Do Sender Chemicals Co., Ltd.» пастаўляе поўны асартымент алкілаў алюмінію і складаных металаарганічных злучэнняў для вытворцаў паліалефінаў па ўсім свеце. Наша партфоліа ўключае TEAL, DEAC, DEAL-E, EADC, EASC, DIBAC, DIBAL-H і MONIBAC — усе выраблены ў адпаведнасці з жорсткімі стандартамі якасці. Маючы глыбокія тэхнічныя веды ў галіне каталітычных сістэм Зіглера-Наты, наша каманда прадастаўляе кансультацыі па падборы сукаталізатараў, аптымізацыю суадносін Al/Ti і тэхнічную падтрымку на месцы, каб максімальна павысіць прадукцыйнасць вашага рэактара і якасць палімера.
Звяжыцеся з нашай тэхнічнай камандай па адрасе sales@dosenderchem.com.cn, каб атрымаць індывідуальную рэкамендацыю какаталізатара для вашага канкрэтнага працэсу палімерызацыі.