- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / Årgång 90. 1960 /
397

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 15 - Katalysatorer för framställning av polyolefiner, av S Hähnel och Holger Meyer

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

Katalysatorer för
framställning av
polyolefiner

678.044 : 678.74

Bland de nya polyolefiner, sora kommit i
marknaden under senare år, intar polypropen en
framträdande plats. Genom att använda olika
katalysatorer vid polymerisation av propen
har man erhållit polymerer med olika
strukturer. Man skiljer på ataktisk, isotaktisk och
syndotaktisk struktur (Tekn. T. 1957 s. 337).
Konfigurationen kan också varieras genom
sampolymerisering t.ex. av propen med isopren.
Katalysatorerna är katjoniska eller anjoniska.
Den sistnämnda typen kallas också efter sina
utforskare Ziegler- eller Natta-katalysatorer.

Ziegler-katalysatorer

Ziegler- och Natta-katalysatorer, som består av
ett salt av en övergångsmetall och en
metall-alkyl komplext bundna, används vid
polymeri-sering av propen och andra i-olefiner. De har
hög aktivitet och reglerar polymerens sferiska
konstitution.

De fyra övergångsmetaller, sora ger de mest
aktiva katalysatorerna är titan, vanadin, krom
och zirkonium. Med
trialkylaluminium-titan-tetraklorid bildas främst ataktisk polypropen
och litet isotaktisk. Metylgrupperna är helt
slumpartat fördelade kring huvudkolkedjan.
Produkten är inte särskilt lämplig till
plastråvara. Innehåller katalysatorn i stället
titan-triklorid, får man ett polymerisat med
isotaktisk struktur, i vilket alla metylgrupperna
ligger på samma sida om kolkedjan.

Titanklorider har hittills fått stor användning,
men endast i patent beskrivs en
kromtriklorid-haltig katalysator. Vid ett amerikanskt företag
har man gjort en ingående undersökning över
polvmerisering av propen med vattenfri
krom-triklorid-trietyl- eller triisobutylaluminium som
katalysator. Kromtrikloriden har nämligen den
påtagliga fördelen att den är inert gentemot
atmosfären och därför avsevärt lätthanterligare
än titantriklorid. Vid polymerisation av propen
ger den en polymer med tämligen
regelbunden struktur.

Försöken gjordes i en 5 1 reaktor av rostfritt
stål försedd med omrörare. Reaktorn spolades
ur noga med torr, högren kvävgas före varje
experiment. Alla använda kemikalier torkades
noggrant och katalysatorkomponenterna med
undantag för kromtrikloriden förvarades
under torr kvävgas.

En lösning av trialkylaluminium i n-heptan
infördes i reaktorn, och metallklorid tillsattes.
Propangas blandad med kväve leddes in ome-

delbart därpå och reaktionstemperaturen (10—
70°C) reglerades. Reaktionen avbröts genom
tillsats av metanol. Katalysatorresten
hydroly-serades med en kokande blandning av saltsyra
och toluen. Polymeren tvättades med metanol,
försattes med 1 % di-tert-butyl-p-kresol som
antioxidationsmedel och torkades i vakuum vid
40°C. Askhalten i den torkade produkten
översteg aldrig 0,1 %.

Omvandlingen av monomer till polymer vid
en given tid och temperatur växer med
mono-merkoncentrationen. Detta är analogt med
reaktionshastighetens beroende av
propengastryc-ket vid användning av
titantriklorid-trietylalu-miniumkatalysatorn. Vid försöken med låga
utbyten hölls heptankoncentrationen på den
miniminivå som fordrades för lätt
handhavande av trialkylaluminiet. Emellertid behövdes
en högre heptankoncentration vid experiment
med högt utbyte för underlättande av
temperaturregleringen. Utspädning av monomeren
med heptan hade ingen märkbar effekt på
polymerens egenskaper.

Trietylaluminium är en betydligt effektivare
katalysatorkomponent än triisobutylaluminium.
Däremot ger den senare en polymer med högre
molvikt, medan produktens täthet i båda fallen
är ca 0,9 kg/dm3. Omvandlingen efter en viss
tid varierar linjärt med totalhalten
katalysator, när denna består av ekvimolära
mängder av de två komponenterna.
Polymerisations-hastigheten stiger med koncentrationen av
kromtriklorid, men är relativt oberoende av
mängden trialkylaluminium. För högt utbyte
räcker en liten mängd trietylaluminium, medan
mycket kromtriklorid fordras. Samma sak
gäller enligt Natta vid propenpolymerisering med
trietylaluminium-titantriklorid.

Båda katalysatorkomponenterna påverkar
polymerens molvikt. Den avtar om antingen
trietylaluminium- eller kromtrikloridmängden ökas.
Detta överensstämmer kvalitativt med
förhållandena vid användning av
trietylaluminium-titantrikloridkatalysator. I detta fall anses
minskningen av polymerens molvikt med
växande mängd trietylaluminium bero på att
detta gynnar kedjeöverföring. Titantrikloridens
verkan antas bero på att katalysatorytan växer
med mängden titantriklorid och därmed
också mängden adsorberad aluminiumförening.

Polymerens sferiska utseende påverkas föga
av katalysatorns sammansättning.
Partikelstorleken hos krom- och titantrikloriderna har
liten inverkan på reaktionshastigheten och
molvikten. När kromtriklorid successivt ersätts
med diklorid, sjunker utbytet och blir noll
med enbart kromdiklorid. Detta verkar
egendomligt, eftersom
titandiklorid-trietylalumi-nium har god katalysatorverkan.

Reaktionstemperaturen har naturligtvis stor
betydelse. I
trietylaluminium-kromtrikloridsy-stemet blir omsättningen störst vid 50°C,
medan den ökar oavbrutet med stigande
temperatur i det analoga titantrikloridsystemet.
Dessutom blir polymerens struktur mer och mer
oregelbunden med stigande temperatur. Om-

TEKNISK TIDSKRIFT 1 960 H. 15 397

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Tue Dec 12 02:44:47 2023 (aronsson) (download) << Previous Next >>
https://runeberg.org/tektid/1960/0423.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free