Synthesis of Supported Metallocene Catalysts and Application to Copolymerization of Ethylene with 4-Methyl-1-pentene

No Thumbnail Available
Date
Authors
ADAMU SAGIR
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
ملخص الرسالة الاسم الكامل : صغير آدمو عنوان الرسالة : تركيب الحفازات المدعمة بالميتالوسين و تطبيقها في بلمرة الإثيلين مع 4-ميثيل-1-بنتين التخصص: الهندسة الكيميائية تاريخ الدرجة : رجب 1434(مايو 2013) في عائلة البولي أوليفينات ، يعد البولي إثيلين منحفض الكثافة الخطية (LLDPE)— الذي هو عبارة عن بوليمر مكون من الإثيلين(ethylene) و ألفا أوليفين(-olefin)—الإضافة الأحدث في هذه العائلة و له العديد من التطبيقات . و لهذا فإن كل شركات البتروكيماويات في السعودية والبالغ عددها تسع شركات تنتج هذا البولي إثيلين. حجم الإنتاج الكلي في المملكة العربية السعودية حوالي 4 مليون طن سنويا مما يجعلها أكبر منتج للبولي إثيلين منخفض الكثافة الخطية في الشرق الأوسط و من الخمس الأوائل عالميا أيضا. تنتج البولي إثيلينات منخفضة الكثافة الخطية غالبا عند ضغط منخفض و بوجود الحفاز . وفي هذا الصدد ، فإن التعدد في نوع الحفاز و طريقة تركيب البوليمر أنشأت معرفة جديدة و الذي في نهاية المطاف ادي الى ايجاد بوليمرات جديدة ذات تطبيقات متقدمة. تعد الميتالوسين قفزة رائدة في صناعة البولي أوليفينات الحفزية و لهذا العديد من الإيجابيات مقارنة بحفازات زيجلر- ناتّا (Ziegler-Natta). يهدف هذا البحث الى تركيب مختلف الحفازات الميتالوسينية باستخدام مختلف الأنيونات (anions) ومن ثم استخدام هذه الحفازات في تحضير بوليمر إثيلين -1-هيكسان و بوليمير إثيلين-4-ميثيل-1-بنتين . تم في هذه الدراسة تحضير الحفازات المدعمة بالميتالوسين باستخدام الترتيب التالي : السيليكا منزوعة الهيدروكسيل ( بمفردها أو مرتبطة بالمركب ClSiMe2Cl ) و الحفاز المصاحب الميثيل ألومينوكسان و(nBuCp)2ZrCl2) . هذه الحفازات استعملت في بلمرة الإيثيلين مع 4-ميثيل-1- بنتين و أيضا الإيزومير 1-هيكسان ، باستخدام طريقة المحلول الموضعي ، و طريقة البلمرة الشبيهة بالطين ( Slurry polymerization ) . في الطريقتين الأخيرتين للبلمرة لم تُدخَل مادة MAO منفردة في المفاعل. الاختلافات هى عمليات البملرة غيرت الأنيونات لحفازات MAO . تمت دراسة تأثيرات هذه الأنيونات للحفازات على أداء البلمرة و خصائص المنتجات من خلال تحديد تشغيلية المفاعل و إنتاجية الحفاز و توصيف خصائص البوليمرات من خلال السماحية الهلامية اللونية (GPC)، FTIR الطيفي, 13C NMR الطيفي, المسح الضوئي الحراري(DSC), التنوية المتتابعة و التليين(SSA), و التقنيية الجزئية لعمل البلورات(Crystaf) . ولقد ادت هذه الدراسة الى تحسين الفهم الجوهري للحفازات المدعمة بالميتالوسين و تطوير إنتاج البولي أوليفنات المحتوية على( إثيلين –ألفا) كما يلي. لم يؤثر الرابط الوظيفي ClSiMe2Cl في إنتاجية الحفاز . أظهرت الأنظمة المدعمة إنتاجية مشابهة لتلك من البلمرة المحلولية التي لم تذكر في الأبحاث السابقة إلا قليلا . اختلفت خصائص البوليمرات باختلاف تصميم الأنيونات لـ MAO . أنتج هذا الفهم تطبيقات مختارة للبوليمرات . تم التوصل إلى أنّ تقنية البلمرة يمكن التنبؤ بها باستخدام النموذج الأول لماركوف . اخمد المركب ClSiMe2Cl سلسلة التفاعلات التحويلية في الحفاز المدعم . أظهرت الخصائص التركيبية الدقيقة و استخدام 13C NMR/SSA-DSC كيف أن الأنيونات لــ MAO المدعم أنشأت دعائم البوليمر الأساسية باستخدام عدم التجانس التركيبي . طابق نموذج أفرامي-إيروفيف غير المتساوي حراريا للتبلر النتائج التجريبية بشكل ملحوظ بمؤشر أفرامي-إيروفيف مقداره من 2 إلى 3 و هذا يظهر نمو بلوري ثنائي و ثلاثي. لم تعتمد طاقة التنشيط الظاهرية للبلورة على معدلات التبريد كما هو متوقع في نموذج أفرامي-إروفيف للتبلر . و لهذا فإن هذه النتيجة تدحض مبدأ طاقة التنشيط البلورية اللحظية المتغيرة المذكورة في الأبحاث السابقة . كما أن نموذج البلورة قد أظهر جليا التأثير التركيبي غير المتجانس على سلوك بلورة البوليمر . و لإن المهم هو تطوير المنتج فإن هذه الدراسة تظهر كيف أن تركيب البولي إثيلين منخفض الكثافة الممتلئة و التي تقاوم تدهور الخواص ادت الى تحسين عملية المعالجة ( انخفاض معتبر في درجة الانصهار و درجة البلورة) و التي يمكن أن تستخدم في التطبيقات التي تشمل مقاومة و تحمل أثقال .
Description
Keywords
Citation
Collections