اثر روش‌های تهیه پایه منیزیم کلرید بر کارایی کاتالیزورهای زیگلر- ناتا در پلیمرشدن پروپیلن

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تهران، پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، پژوهشکده مهندسی پلیمریزاسیون، صندوق پستی ۱۱۲-۱۴۹۷۵

چکیده

در پژوهش حاضر، ابتدا به روش سردکردن مذاب، فعال‌سازی منیزیم کلرید با استفاده از اتانول انجام و محصول افزایشی (MgCl2.3.3EtOH (A0 تهیه شد. سپس، الکل‌زدایی از نمونه افزایشی تهیه شده (A0) با روش‌­های گرمایی و شیمیایی مدنظر قرار گرفت. در فرایند الکل­‌زدایی گرمایی، با اعمال دما و فشار کنترل شده در زمان­‌های مختلف، دو پایه A1 و A2 با نسبت متفاوت از اتانول به منیزیم کلرید (به ترتیب برابر با ۲/۷ و ۱/۸) تهیه شد. همچنین، به کمک الکل‌زدایی شیمیایی با استفاده از محلول یک مولار تری‌اتیل آلومینیم در دو دمای ۲۰ و ۸۰ درجه سلسیوس دو پایه دیگر (A3 و A4) تهیه شد. بدین ترتیب پنچ پایه متفاوت A0-A4 تهیه و سپس با نشاندن تیتانیم تتراکلرید روی تمام پایه­‌های تهیه شده در مجاورت دی‌ایزوبوتیل فتالات به عنوان الکترون­دهنده داخلی، کاتالیزور­های مربوط ساخته شد. پلیمرشدن پروپیلن در شرایط یکسان در مجاورت TEA به عنوان کمک­کاتالیزور و دی‌متوکسی متیل سیکلوهگزیل سیلان به عنوان الکترون­‌دهنده خارجی برای تمام نمونه­‌ها انجام شد. نتایج آزمایش­‌ها نشان داد، با کاهش نسبت مولی اتانول به منیزیم کلرید در نمونه‌­های تهیه شده با الکل‌زدایی گرمایی، مساحت سطح و درصد تیتانیم قرار گرفته روی آن بیشتر می شود. طیف XRD نمونه­‌های A0، A1 و A2 مشابه هم بود، با این تفاوت که با حرکت از سمت A0 به A2 ارتفاع پیک ظاهر شده در ˚‌7/9 و 9/8 ≈ θ2 کاهش یافت. از طرف دیگر، برای فعالیت کاتالیزور یک مقدار بیشینه در نمونه A1 دیده شد که پس از آن با الکل­‌زدایی بیشتر و کاهش بیشتر مقدار اتانول، فعالیت نیز کاهش یافت. در الکل‌زدایی شیمیایی با استفاده از TEA، ساختار پایه به شدت فرو ریخت و هیچ پیکی در آزمون XRD مشاهده نشد. با از هم پاشیدن ساختار پایه، مقدار تیتانیم نشانده شده کاهش پیدا کرده و به موازات آن مقدار فعالیت کاتالیزور هم نسبت به کاتالیزور­های تهیه شده از پایه با الکل‌زدایی گرمایی به شدت کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

MgCl2 Support Preparation Techniques and Their Effects on Ziegler-Natta Catalysts Performance in Propylene Polymerization

نویسندگان [English]

  • Najmeh Hadian
  • Mehdi Nekoomanesh-Haghighi
  • Shokoofeh Hakim
  • Naeimeh Bahri-Laleh
Faculty of Polymerization Engineering, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box: 14975-112, Tehran, Iran
چکیده [English]

A primary adduct of MgCl2.3.3EtOH (A0) was prepared by melt quenching and then it was further dealcoholated by thermal and chemical methods. In thermal dealcoholation, two different support samples with MgCl2.2.7EtOH (A1) and MgCl2.1.8EtOH (A2) formulas were prepared using a controlled temperature-pressure program. XRD spectra of A0, A1 and A2 supports were similar, except with the peaks at 2θ = 8.9 and 9.7 which decreased by moving from A0 to A2. After preparation of support samples, final catalysts were prepared by reacting support samples with TiCl4 in the presence of diisobutylphthalate as internal electron donor and examined in slurry phase propylene polymerization using TEA as cocatalyst and diphenyldimethoxysilane as external electron donor. The results showed that in the catalysts prepared using thermal dealcoholated supports, surface area and Ti content increase by moving from A0 to A2 (decreasing ethanol content of the support). In this respect, the variation in dealcoholation level, due to different dealcoholation time, influenced the catalytic activity considerably and maximum activity was observed at A1 sample and then by further dealcoholation the catalyst activity was dropped. Also, chemical dealcoholation was carried out using 1 M triethylaluminum (TEA) at 20 and 80˚C, and the prepared supports were designated as A3 and A4, respectively. In chemical dealcoholation samples, support structure was totally destroyed and no peak was observed at XRD spectra. The final catalysts were prepared likewise, and examined in slurry phase polymerization of propylene using TEA as cocatalyst. By destruction of support structure, Ti content was decreased significantly and hence the catalyst activity was dropped compared to the catalysts prepared by thermal dealcoholation route.

کلیدواژه‌ها [English]

  • MgCl2 support
  • dealcoholation
  • Ziegler-Natta catalyst
  • polymerization
  • Polypropylene