اثر نوع کاتالیزور بر ریزساختار کوپلیمر اتیلن/1-هگزن به روش جداسازی گرمایی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسنده

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده فنی و مهندسی، صندوق پستی 112-14975

چکیده

کوپلیمرهای اتیلن/1-هگزن که با استفاده از سه دسته اصلی کاتالیزورهای کوئوردیناسیونی، زیگلر-ناتا، فیلیپس و متالوسن تهیه شدند، برای شناسایی ریزساختار کوپلیمرهای تولید شده با استفاده از روش  جداسازی گرمایی (successive self nucleation and annealing (SSA مطالعه شدند. مشاهده شد، کومونومرپذیری کاتالیزورها به ترتیب برای کاتالیزورهای متالوسن> زیگلر-ناتا> فیلیپس افزایش یافته است. توزیع ترکیب شیمیایی (CCD) کوپلیمرهای تولید شده با استفاده از این سه دسته کاتالیزور نیز بررسی و مشاهده شد، کاتالیزورهای متالوسن که به طور مستقیم پایه‌دار شدند، پلیمرهایی با توزیع ناهمگنی در توزیع ترکیب شیمیایی مانند کاتالیزورهای زیگلر-ناتا و فیلیپس دارند. ضخامت لایه‌ها و توزیع آنها نیز با استفاده از تفکیک منحنی‌های DSC محاسبه شد. به‌طور مشخص نوع کاتالیزور روی نگه‌دارنده اثرچندانی روی توزیع ضخامت لایه‌ها و توزیع ترکیب شیمیایی پلیمرهای تهیه شده نداشته و توزیع ضخامت لایه‌ها در پلیمرهای ساخته شده با کاتالیزور متالوسنی که به روش مستقیم پایه‌دار شده‌اند، با سایر کاتالیزورهای زیگلر-ناتا و فیلیپس در محدوده 29-2 آنگستروم است. در حالی که محدوده ضخامت لایه‌های پلیمر با کاتالیزور متالوسن بدون نگه‌دارنده باریک‌تر و در محدوده 7-2 آنگسترم است. با افزایش مقدار 1-هگزن در زنجیر اصلی پلیمر سهم ضخامت لایه‌های بزرگ‌تر نسبت به ضخامت لایه‌های کوچک‌تر کاهش یافته و مقادیر شاخص (DSC(DSCI به سمت 1 میل می‌کند. نتایج همچنین نشان داد، استفاده از روش درجا در پایه‌دارکردن کاتالیزورهای متالوسنی اثر مطلوبی بر همگنی توزیع کومونومر در ریزساختار پلیمر نسبت به روش مستقیم پایه‌دار کردن این کاتالیزورها می‌گذارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Study on the Effect of Catalyst Types on Microstructure of Ethylene/1-Hexene Copolymer by Thermal Fractionation

نویسنده [English]

  • Seyed Mohammad Mehdi Mortazavi
Faculty of Engineering , Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O.Box:14975-112, Tehran, Iran
چکیده [English]

Olefinic copolymers of ethylene/1-hexene were synthesized by three main types of supported catalysts, including Philips, Ziegler-Natta and metallocene catalysts, and the specific microstructural features delivered by each class of the catalysts were studied. The heterogeneity of comonomer distribution was studied by thermal fractionation using successive self nucleation annealing (SSA) as a novel method. It was observed that the comonomer incorporation ability decreased in the order of metallocene > Ziegler-Natta > Philips. The chemical composition distribution (CCD) of the produced copolymers was investigated by differential scanning calorimetry (DSC). Interestingly, we found that the copolymers produced by the directly supported metallocene catalyst possessed heterogeneous comonomer distributions, similar to the samples produced by Ziegler–Nata and Philips catalysts. The lamellar thickness distributions of the copolymers were calculated by the DSC curve deconvolution into a number of standard distribution functions. It was shown that the type of the supported catalyst did not affect the lamella thickness distribution to a discernible extent. The range of lamellar thickness was about 2-29 Å for the polymers produced using directly supported metallocene, Zigler-Natta and Philips catalysts, while the corresponding value for copolymers made by homogeneous metallocene catalyst was in the range of 2-7 Å. It could be concluded that in-situ supporting of metallocene catalyst increased the comonomer incorporation in a more homogeneous fashion. In addition, comonomer units were distributed more homogeneously at higher 1-hexene concentrations as could be realized from the approach of DSC index (DSCI) which showed that the DSC index moved towards unity at higher comonomer levels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • metallocene catalyst
  • philips catalyst
  • Ziegler-Natta catalyst
  • thermal fractionation
  • microstructure