Полиолефиндер — полиэтилен (PE) мен полипропилен (PP) қоса алғанда — жаһандық термопластика өндірісінің 60%-дан астамын құрайды, жыл сайын 200 миллион метрлік тоннадан асады. Әлемдегі дерлік барлық полиолефин реакторларының жүрегінде маңызды химиялық компонент – металл алкил кокатализаторы жатыр. Бұл мақала алюминий алкилдері мен күрделі металлоорганикалық қосылыстар Зиглер–Натта полимеризациясын қалай жүзеге асыратынын және біз күнделікті қолданатын полимерлердің қасиеттерін қалыптастыратынын зерттейді.
Зиглер–Натта катализатор жүйесі: екі компонентті қозғаушы
Зиглер–Натта катализатор жүйесі — Карл Зиглер мен Джулио Натта 1963 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығын алған — екі негізгі компоненттен тұрады:
- Прокатализатор (прекатализатор): Әдетте титан хлориді қосылысы (мысалы, MgCl₂ негізіндегі TiCl₄)
- Кокатализатор (активатор): титан ортасын алкилдендіру арқылы белсендіретін және белсенді Ti–C байланысын түзетін алюминий алкилі
Кокатализатор болмаса, титандық прокатализатор әрекетсіз қалады. Алюминий алкилі титан орталығын алкилдендіріп, Ti(IV)-ті каталитикалық тұрғыдан белсенді Ti(III) түрлеріне дейін төмендетеді және бір мезгілде молекулалық салмақ таралуын басқаратын тізбек-беру агенті ретінде әрекет етеді.
Полиолефин өндірісіндегі негізгі алюминий алкилдері
Триэтилalüминий (TEAL)
TEAL – Зиглер–Натта полимерлендіруде ең кеңінен қолданылатын кокатализатор. Оның жоғары реактивтілігі мен қолайлы стереикалық профилі суспензиялық және газ фазасындағы полиэтилен өндіру процестері үшін мінсіз етеді. TEAL полимер молекулалық салмағын жақсы бақылауды қамтамасыз ете отырып, жоғары катализатор белсенділігін береді. Ол сондай-ақ сызықты альфа-олефиндер мен ұзын тізбекті алюминий алкилдерін синтездеу үшін Зиглер өсу реакциясында қолданылады.
Хлорланған алюминий алкилдері: DEAC, EADC және EASC
Диэтилaluminum хлориді (DEAC, CAS 96-10-6) TEAL-пен салыстырғанда басқаша активация профилін ұсынады. Хлор лиганды алюминий ортасының Льюис қышқылдығын реттеп, пропилен полимеризациясында стереоселективтілікті арттырады. DEAC изотоктикалықтықты бақылау маңызды жүйелерде кеңінен қолданылады.
Этилaluminum дихлориді (EADC, CAS 563-43-9) және этилaluminum сесквихолориді (EASC, CAS 12075-68-2) хлордың мөлшерін одан әрі арттырып, жоғары стереоспецификалық белсенді орталарды қамтамасыз етеді. Олар жоғары изотоптық индекске (>95%) және жақсартылған қаттылыққа бағытталған полипропилен процестерінде ерекше тиімді.
Диизобутилaluminum қосылыстары: DIBAC, DIBAL-H, MONIBAC
Изобутил алмастырылған алюминий алкилдері белгілі бір өндірістік ортада ерекше артықшылықтар ұсынады. Диизобутил алюминий хлориді (DIBAC, CAS 1779-25-5) және Изобутил алюминий дихлориді (MONIBAC, CAS 1888-87-5) баяу әрі бақыланатын активация кинетикасын қамтамасыз етеді, бұл оларды кезеңдік активация қажет ететін каскадты реактор конфигурацияларына қолайлы етеді. Диизобутилaluminum гидродирі (DIBAL-H, CAS 1191-15-7) – күшті қалпына келтіргіш агент, оның қолданылуы полимерлендірумен шектелмей, ұсақ химиялық синтездегі селективті қалпына келтіру процестерін де қамтиды.
Кокатализаторды таңдау полимер қасиеттеріне қалай әсер етеді
Алюминий алкилдік кокатализаторды таңдау бірнеше маңызды полимерлік қасиеттерге тікелей әсер етеді:
- Молекулалық салмақ таралуы (MWD): Әртүрлі кокатализаторлар тізбек беру жылдамдығын әртүрлі етіп, молекулалық салмақ таралуының ауқымына әсер етеді
- Стереорегулярлық: Хлорланған кокатализаторлар әдетте полипропиленде изотоптылықты жақсартып, кристалдылық пен қаттылықты арттырады
- Комономерді енгізу: LLDPE өндірісінде кокатализаторды таңдау альфа-олефин комономерлерінің (бутен, гексен, октен) полимер тізбегіне қаншалықты тиімді енгізілетініне әсер етеді
- Катализатордың өнімділігі: кокатализатор мен титанның (Al/Ti) қатынасын мұқият оңтайландыру қажет — тым төмен болса, белсенділік төмендейді; тым жоғары болса, тізбек беру шамадан тыс болады
Процеске арналған арнайы ұсыныстар
| Полимерлеу процесі | Ұсынылатын кокатализаторлар | Әдеттегі Al/Ti қатынасы |
|---|---|---|
| Газ фазасындағы PE (UNIPOL™, Innovene™) | TEAL, DEAC | 50–200 |
| Сларилік PE (Hostalen, CX) | TEAL, DEAC | 30–150 |
| Жалпы PP (Spheripol™) | TEAL + сыртқы донор | 50–300 |
| Газ фазалы PP (Novolen™) | TEAL, EADC | 100–400 |
| LLDPE (ерітінді, металоцеин) | MMAO, IBAO | 100–1000 |
Do Sender Chem Metal Alkyls портфолиосы
Shandong Do Sender Chemicals Co., Ltd. бүкіл әлемдегі полиолефин өндірушілеріне алюминий алкилдері мен күрделі металлоорганикалық қосылыстардың кең ауқымын жеткізеді. Біздің портфолиоға TEAL, DEAC, DEAL-E, EADC, EASC, DIBAC, DIBAL-H және MONIBAC кіреді — барлығы қатаң сапа стандарттарына сәйкес өндірілген. Циглер-Натта катализатор жүйелері бойынша терең техникалық сараптамаға ие біздің команда кокатализаторды таңдау жөніндегі нұсқаулық, алюминий/титан қатынасын оңтайландыру және реактордың өнімділігі мен полимер сапасын барынша арттыру үшін жергілікті техникалық қолдау көрсетеді.
Сіздің нақты полимерлеу процесіңізге арналған кокатализатор бойынша жеке ұсыныс алу үшін sales@dosenderchem.com.cn техникалық командамызбен хабарласыңыз.