CS244667B2 - Starting catalyst of polymerization of ethylene and its copolymeration with alfa-olefines containing at least one organo-metallic carbon compound - Google Patents

Starting catalyst of polymerization of ethylene and its copolymeration with alfa-olefines containing at least one organo-metallic carbon compound Download PDF

Info

Publication number
CS244667B2
CS244667B2 CS819513A CS951381A CS244667B2 CS 244667 B2 CS244667 B2 CS 244667B2 CS 819513 A CS819513 A CS 819513A CS 951381 A CS951381 A CS 951381A CS 244667 B2 CS244667 B2 CS 244667B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
initiator
polymerization
ethylene
alr
value
Prior art date
Application number
CS819513A
Other languages
English (en)
Other versions
CS951381A2 (en
Inventor
Karel Bujadoux
Original Assignee
Charbonnages Ste Chimique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Charbonnages Ste Chimique filed Critical Charbonnages Ste Chimique
Priority to CS842707A priority Critical patent/CS244687B2/cs
Publication of CS951381A2 publication Critical patent/CS951381A2/cs
Publication of CS244667B2 publication Critical patent/CS244667B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F10/02Ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F10/00Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Vynález se týká iniciátoru polymerace etylenu a jeho kopolymerace sOÓ-olefiny, obsahujícího alespoň jednu organokovovou sloučeninu hliníku.
Pro polymeraci etylenu a ft^-olefinů jsou známy četné obměny Zieglerových katalyzátorů. Tyto katalyzátory zpravidla zahrnují vlastní katalytickou složku, sestávající z alespoň jedné sloučeniny halogenu s přechodovým kovem ze skupin IV а V periodické soustavy prvků, a z iniciátoru ze skupiny, zahrnující hydridy a organokovové sloučeniny kovů ze skupin I až III periodické soustavy prvků. Katalytická složka, zahrnující přechodový kov, může být popřípadě nanesena na inertním nosiči, jako je kysličník hlinitý, kysličník křemičitý, kysličník hořečnatý, halogenidy hořčíku a podobně.
Vynález se týká zejména iniciátorů tvořících složku katalytických soustav typu Ziegler, schopných polymerovat etylen, popřípadě v přítomnosti alespoň jednoho odz-olefinu, za vysokého tlaku a při vysoké teplotě. Vynález se tedy týká iniciátorů polymerace etylenu za vysokého tlaku (nad 20 MPa) a za vysoké teploty (nad 170 °C) v přítomnosti takovýchto katalytických soustav.
Iniciátory polymerace, nejčastěji uváděnými v literatuře, jsou hydridy lithia a/nebo hliníku, trialkylaluminia, alkylsiloxylany a chloridy alkylaluminia. Jen vzácně jsou v literatuře uváděny příklady iniciátorů obsahujících sloučeninu halogenu s hliníkem, kde halogenem v této sloučenině je jiný halogen než chlor. Nicméně je ve francouzském patentovém spisu č. 1 214 965 popsáno pro polymeraci -olefinů, zejména OŮ -olefinů se 3 až 10 atomy uhlíku, při nízké teplotě (pod 150 °C) a za nízkého tlaku (v rozmezí 0,1 až 3 MPa) použití iniciátoru tvořeného směsí halogenidu alkylovu (kde halogen je jiný než fluor) s fluoridem alkylkovu, přičemž poměr množství halogenidu к množství fluoridu je v rozmezí 9 až 1. Ve francouzském patentovém spisu č. 1 255 970 se popisuje polymerace olefinů při nízké teplotě (pod 100 °C) v přítomnosti katalyzátoru, získaného působením směsi trialkylaluminia s fluoridem kovu na reakční směs vzniklou reakcí chloridu titaničitého s halogenovanou organohlinitou sloučeninou, přičemž poměr množství trialkylaluminia : fluoridu kovu : dihalogenidu alkylaluminia (vzniklého redukcí chloridu titaničitého) je v rozmezí 0,1 : 0,9 : 1 až 0,9 : 0,1 : 1.
Konečně se v japonském patentovém spisu č. 71/34 612 popisuje polymerace propylenu v roztoku při teplotě 160 °C a za tlaku 3,5 MPa v přítomnosti směsi chloridu titanitého s dietylaluminiumfluoridem v molárním poměru Al/Ti « 2.
Rovněž je známo polymerovat etylen za tlaku v rozmezí přibližně 20 až 250 MPa a při teplotě v rozmezí přibližně 160 až 300 °C. V rámci takovéhoto postupu je snaha zlepšit jakost vyráběného polymeru úpravou zejména těchto parametrů: objemová hmotnost, molekulová hmotnost, distribuce molekulových hmotností. Je proto účelem vynálezu poskytnout iniciátory katalyzátorových soustav vhodných pro polymerování etylenu za výše uvedených podmínek vysoké teploty a vysokého tláku, které jsou schopny zlepšit jakost vyrobeného polymeru.
Předmětem vynálezu je iniciátor polymerace etylenu a jeho kopolymerace QO& -olefiny, obsahující alespoň jednu organokovovou sloučeninu hliníku, kterýžto iniciátor se vyznačuje tím, že zahrnuje dialkylaluminiummonofluorid ve směsi s menším množstvím hydridu nebo halogenidu dialkylaluminia a/nebo trialkylaluminia, obecného vzorce (A1R2F)(AlR2X)a(AlR2H)b(AlR3)c , ve kterém znamená alkylovou skupinu s 1 až 12 atomy uhlíku, znamená chlor, brom nebo jod, má hodnotu v rozmezí 0,1 až 0,4,
X b má hodnotu v rozmezí 0,1 až 0,4 a c má hodnotu v rozmezí 0,05 až 0,2, přičemž a = 0, když b a/nebo c mají hodnotu jinou než 0, a a # 0, když b a/nebo c mají hodnotu 0.
Iniciátory polymerace podle vynálezu je možno připravit dvěma postupy. První postup spočívá v tom, že se nechá reagovat trialkylaluminium s fluoridem hlinitým, přičemž hodnota molárního poměru množství trialkylaluminia k množství fluoridu hlinitého je přibližně rovna 2, při teplo v rozmezí 120180 °^ načež se vzniklý produkt izoluje odfiltrováním nebo dekantací. Vzniklý produkt odpovídá vzorci II (A1ROF) (A1R~H) . (A1R_),
2 b 3 С (II) kde
R, b a c mají výše uvedený význam, a obsahuje větší či menší mnosžtví trialkylaluminia podle toho, jak dalece postoupila reakce, při níž vzniká, a větší nebo menší množství dialkylaluminiumhydridu v závislosti na reakční teplotě.
Druhý postup spočívá v tom, že se provede výměnná reakce halogenu mezi dialkylaluminiumhalogenidem, kde halogen je jiný než fluor, a fluoridem alkalického' kovu. Tato reakce se provádí v prostředí rozpouštědla, jímž je alifatický nebo cykloalifatický uhlovodík, při teplotě v rozmezí 80 až 120 °C, načež následuje filtrace к oddělení halogenidu alkalického kovu, vzniklého současně s dialkylaluminiumfluoridem, který zůstává v^íoztoku v reakčním rozpouštědle. Vzniklý produkt lze znázornit obecným vzorcem III (AlR2F)(AlR 2X)a (Щ), ve kterém
R, X a a mají výše uvedený význam, a obsahuje větší či menší množství dialkylaluminiumhalogenidu podle toho, jak dalece proběhla reakce, při níž vzniká.
S výhodou znamená v obecném vzorci II symbol a c má hodnotu 0,09.
R etylový zbytek, b má hodnotu 0,22
V obecném vzorci III R výhodně znamená etylový zbytek, X znamená chlor a a má hodnotu 0,33.
Vliv iniciátorů podle vynálezu na polymeraci etylenu za vyššího tlaku a vyšší teploty je pozoruhodný tím, že když jsou iniciátory použity společně s daným katalyzátorem, umožňují výrazně zvýšit střední molekululovou hmotnost vyrobeného polymeru v porovnání s dialkylaluminiumhalogenidem nebo toialkylalumϊniem, aniž by měly záporný vliv na jiné parametry, zejména na výtěžek polymeru dosažený pomocí katalyzátoru.
Katalyzátorová soustava pro polymeraci etylenu za výše popsaných podmínek zahrnuje jednak alespoň jeden iniciátor, jak byl výše popsán, jednak alespoň jeden katalyzátor obsahující alespoň jeden halogenid přechodového kovu ze skupiny IV B až VI B periodické soustavy prvků, přičemž valenční stav tohoto kovu v uvedeném halogenidu činí nanejvýš 3 a hodnota atomového poměru hliníku v iniciátoru k přechodovému kovu katalyzátoru je v rozmezí 0,1 až 10.
Katalyzátor může popřípadě obsahovat ještě halogenid hlinitý, halogenid kovu skupiny VIII periodické soustavy prvků a inertní nosič, jako např. kysličník hlinitý, kysličník křemičitý, kysličník hořečnatý, halogenídy hořčíku nebo manganu. Například je možno jako katalyzátoru použít chloridu titanitého (popřípadě společně vykrystalovaného s chloridem hlinitým v podobě sloučeniny vzorce Ticlj . 1/3 AlClg), chloridu vanaditého nebo jejich směsí.
Iniciátor podle vynálezu umožňuje zlepšit jakost polymerního produktu tím, že jeho použitím lze modifikovat takové parametry produktu, jako je střední molekulová hmotnost, měrná hmotnost a distribuce molekulových hmotností, přičemž se jen velmi nepatrně snižuje výtěžek polymeru, vztažený na jednotkové mnosžtví katalyzátoru.
Příklad 1
a) Příprava iniciátoru g fluoridu hlinitého, předem 16 hodin mletého, se nechá reagovat s 57 g trietylaluminia. Reakce se nechá prolhat 6 hodin při teplotě 130 °C, pak 16 hodin při teplotě 160 °C. Roztok nad tuhými podíly, získaný odfiltrováním nebo dekantací, se pak rozpustí ve směsi uhlovodíků o 11 až 12 atomech uhlíku tak, aby koncentrace činila 0,68 molu/litr. Přesný vzorec roztoku se stanoví určením zbylých trietylaluminiových funkčních skupin, jakož i dietylaluminiumhydridových funkčních skupin fenazinovou metodou, popsanou D. E. Jordánem v časopise Análytical Chemistry 1968, 40' č. 14, str. 2 150 až 2 153. Tento vzorec je (a(C2H5>2FJo,76[A1(C2H5)2«l ΟΊ7 CA1 (W jJ 0,°7 ·
b) Polymerace V autoklávověm reaktoru o objemu 0,6 Utr^ u<íržovaném na teplo 230 °C' se nepřetržitě polymeruje etylen pod tlakem 60 MPa tím, že se do reaktoru přivádí katalytická soustava v dispergovaném stavu tak, že průměrná doba katalytické soustavy v reaktoru je přibližně 30 s. Do reaktoru se rovněž přivádí vodík v objemovém množství 0,75 %. Použití katalytická soustava je tvořena sloučeninou vzorce TiCl^ . 1/3 AlCl^, aktivovanou předem připraveným a do roztoku uvedeným dietylaluminiumfluoridem, přičemž atomový poměr Al/Ti je roven 6.
V dále uvedené tabulce I jsou uvedeny katalytický výtěžek Rc< vajádřený v kg polymeru na 1 milig-atom titanu, střední číselná molekulová hmotnost M^, procento B molekulových hmotností nižších než 5 000 (stanovených gelovou chromatografií) a index toku taveniny
T. I. (měřený podle normy ASTM D-1238 a vyjádřený v g/min.).
Příklady 2a3 (Srovnávací)
Etylen se polymeruje za týchž reakčních podmínek jako v příkladu 1, s výjimkou povahy iniciátoru a množství vodíku přiváděného do reaktoru. Použitým iniciátorem je v příkaldu 2 trietylaluminium a v příkladu 3 dietylaluminiumchlorid. V obou příkladech se vodík' přivádí v objemovém množství vždy 0,5 3. Výsledky jsou uvedeny v tabulce I.
Příklad 4
a) Příprava iniciátoru
46,5 g dietylaluminiumchloridu se nechá reagovat s 19,5 g fluoridu sodného. Reakce se nechá probíhat v roztoku v metylcyklohexanu po dobu 7,5 hodiny při teplotě 100 °C. Kapalná fáze se odfiltruje a analyzuje na množství obsažených látek. Z koncentrací obou přítomných látek, totiž dietylaluminiumfluoridu (2,50 molu/litr) a dietylaluminiumchloridu je možno určit přesný vzorec iniciátoru:
[akc2h5)2F]0>75 [akc2h5)2ci]0 25
b) Polymerace
Etylen se polymeruje za týchž provozních podmínek jako v příkladu 1 s výjimkou povahy iniciátoru a množství vodíku přiváděného do reaktoru. Objemové množství vodíku činí 1 %. Jako iniciátoru se použije iniciátoru, připraveného v odstavci a). Výsledky jsou uvedeny v tabulce I.
Příklady 5a6 (z toho příklad 5 srovnávací)
Etylen se nepřetržitě polymeruje za tlaku 120 MPa ve válcovém autoklávovém reaktoru o objemu 3 litru, rozděléném přepážkami ve tři stejné zóny, v nichž se udržují teploty 220 °C, 250 °C resp. 240 °C. Polymerace se provádí v přítomnosti vodíku v objemovém množství 0,75 %. Použitým katalyzátorem je dispergovaná sloučenina vzorce TiCl^ . 1/3 AlC^ aktivováná
- dietylaluminiumchloridem (příklad 5)
- roztokem iniciátoru připraveného v příkladu la) (příklad 6)
V obou těchto případech se aktivační atomový poměr Al/Ti rovná 3. Výsledky jsou uvedeny v tabulce I.
Příklad 7
Etylen se polymeruje za týchž provozních podmínek jako v příkladech 5 a 6, s výjimkou povahy katalytické soustavy a množství vodíku. Vodíku se použije v objemovém množství 2 % a jako iniciátoru se použije iniciátor připravený v příkladu 4a), zatímco katalyzá torem je sloučenina vzorce TiCl^ . 1/3 AlCl^ · VC1 Vzniklý polymer má objemovou hmotnost 0,963 g/cm3.
Výsledky jsou uvedeny v tabulce I.
Tabulka I
Příklad Rc Mč В % T. I
1 2,6 11 500 6,0 0,58
2 3,0 9 000 8,0 0,59
3 1,7 8 500 7,5 0,16
4 1,5 11 000 7,0 0,80
5 2,7 18 000 5,3 0,04
6 2,4 33 500 2,6 0,02
7 4,8 23 000 3,4 0,62

Claims (6)

1. Iniciátor polymerace etylenu^a jebo kopolymerace зд^-^c^lefiny, obsahující alespoň jednu organokovovou sloučeninu hliníku, vyznačující se tím, že zahrnuje dialkylaluminiummonofluorid ve směsi s menším množstvím hydridu nebo halogenidu dialkylaluminia a/nebo trialkylaluminia, obecného vzorce I (A1R2F)(AlR2X)a(AlR2H)b(AlR3)c , (I), ve kterém
R znamená alkylovou skupinu s 1 až 12 atomy uhlíku,
X znamená chlor, brom nebo jod, a má hodnotu v rozmeez 0,1 až 0,4 b má hodnotu v rrzmenZ 0,1 až 0,4 a c má hc>dnotu v rozmení 0,05 až 0,2, ' přičemž a = 0, když b a/nebo c mají hodnotu jinou než 0 a a / 0, když b a/nebo c mají hodnotu 0.
2. Iniciátor podle bodu 1, vyznačující se tím, že má obecný vzorec II (AH^F) (AlR2H)b(AlR3)c ve kterém
R, b a c mají význam uvedený v bodu 1.
3. Iniciátor podle bodu 1, vyznačující se (Alí^F) (A^X)^ kde
R, X a a mají význam uvedený v bodu 1.
4. Iniciátor podle bodu 1, vyznačující se
5. Iniciátor podle bodu 2, vyznačující se (A1R2F) (AlR3H)b (AlR3)c kde
R znamená etylový zbytek, b má hodnotu 0,22 a £ má hodnotu 0,09.
6. Iniciátor podle bodu 3, vyznačující se tím že má obecný vzorec III (II) , (III), tím, že v jeho obecném vzorci X znamená chlor.
tím, že má obecný vzorec II , (II) , tím, že má obecný vzorec III (A1R2F)(AlR2X)a kde (III) znamená etylový zbytek znamená chlor a má hodnotu 0,33.
CS819513A 1980-12-23 1981-12-18 Starting catalyst of polymerization of ethylene and its copolymeration with alfa-olefines containing at least one organo-metallic carbon compound CS244667B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS842707A CS244687B2 (cs) 1980-12-23 1981-12-18 Způsob polymerace ethylenu a jeho kopolymerace s o(-olefinem o 3 až 8 atomech uhlíku

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8027270A FR2496670B1 (fr) 1980-12-23 1980-12-23 Activateur comprenant un compose fluore pour la polymerisation de l'ethylene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS951381A2 CS951381A2 (en) 1985-09-17
CS244667B2 true CS244667B2 (en) 1986-08-14

Family

ID=9249372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS819513A CS244667B2 (en) 1980-12-23 1981-12-18 Starting catalyst of polymerization of ethylene and its copolymeration with alfa-olefines containing at least one organo-metallic carbon compound

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4517346A (cs)
EP (1) EP0055147A1 (cs)
JP (1) JPS57131208A (cs)
AU (1) AU548883B2 (cs)
BR (1) BR8108031A (cs)
CA (1) CA1162527A (cs)
CS (1) CS244667B2 (cs)
ES (1) ES508260A0 (cs)
FR (1) FR2496670B1 (cs)
NO (1) NO814395L (cs)
PT (1) PT74180B (cs)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59226007A (ja) * 1983-06-06 1984-12-19 Ube Ind Ltd エチレンノ重合法
US5681953A (en) * 1992-11-19 1997-10-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Fluoroaluminate (AlF4) compounds

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE572163A (cs) * 1957-10-19
FR1255970A (fr) * 1959-01-23 1961-03-17 Hoechst Ag Procédé de polymérisation et copolymérisation d'oléfines
DE1645436A1 (de) * 1966-06-16 1970-05-14 Veba Chemie Ag Verfahren zur Polymerisation von Olefinen
NL136667C (cs) * 1966-12-23
US3723403A (en) * 1968-10-30 1973-03-27 Ici Ltd Olefine polymerization at high pressures using a dispersed ziegler-type catalyst
FR2202897B1 (cs) * 1972-10-13 1976-05-21 Ethylene Plastique Sa
US4133944A (en) * 1973-03-29 1979-01-09 Imperial Chemical Industries Limited Ethylene polymerization

Also Published As

Publication number Publication date
PT74180B (fr) 1983-05-18
CS951381A2 (en) 1985-09-17
AU548883B2 (en) 1986-01-09
FR2496670A1 (fr) 1982-06-25
BR8108031A (pt) 1982-09-21
PT74180A (fr) 1982-01-01
JPS57131208A (en) 1982-08-14
CA1162527A (fr) 1984-02-21
FR2496670B1 (fr) 1985-12-06
EP0055147A1 (fr) 1982-06-30
AU7875281A (en) 1982-07-01
US4517346A (en) 1985-05-14
ES8308892A1 (es) 1983-10-16
ES508260A0 (es) 1983-10-16
NO814395L (no) 1982-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0133383B1 (en) Supported polyolefin catalyst for the polymerization of ethylene under high temperatures
US4355143A (en) Process for the polymerization of ethylene and the resulting products
US4859749A (en) Process for the preparation of a polyolefin with a wide molecular mass distribution
CA1333828C (en) Preparation of propylene/ethylene polymers of the toughened polypropylene type
US5086135A (en) Zirconium-based catalyst composition for polymerizing olefins and polymerization therewith
NO177717B (no) Båret polyolefinkatalysator, fremgangsmåte for fremstilling av denne, og fremgangsmåte for (ko-)polymerisasjon av etylen i gassfase
EP0490451B1 (en) Process for the production of polypropylene
EP0300638B1 (en) A process for preparing highly crystalline poly-1-butene and the catalyst used in the process
JPS6071610A (ja) 幅広い分子量分布のポリエチレン
JPH0422924B2 (cs)
JPH0122284B2 (cs)
US4514514A (en) Process and vanadium catalyst for olefin polymerization
CS244667B2 (en) Starting catalyst of polymerization of ethylene and its copolymeration with alfa-olefines containing at least one organo-metallic carbon compound
NO165805B (no) Fremgangsmaate for polymerisasjon av etylen.
US4489198A (en) Polymerization of ethylene with a catalyst comprising several transition metal compounds
JPS61238804A (ja) オレフイン重合用触媒の製造方法
US4476288A (en) Catalysts comprising magnesium and a transition metal
CA2008813A1 (en) Preparation of propylene-ethylene copolymers
GB2131033A (en) Process for producing an ethylene copolymer
US4465781A (en) Halogenated catalyst for ethylene polymerization containing a transition metal and magnesium and process for its preparation
US4396532A (en) Activator comprising a dialkylaluminum monofluoride for the polymerization of ethylene
US4210734A (en) Controlled ethylene polymerization process
NO157063B (no) FremgangsmŸte for fremstilling av etylen-propylen-blokk-sampolymerer.
US4211671A (en) Olefin polymerization catalyst
EP0634422B1 (en) Process for preparing an olefin polymerisation catalyst