DE2338888A1 - Polyethylene of controlled mol. wt. distribution - obtd using transitional metal catalysts activated by aluminium hydrocarbon cpds - Google Patents
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Abstract
Description
Dlα Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyäthylen sov;ie von Copolymerisaten aus überwiegend Aethylen und Pro2)ylen und/oder Butylen-(l) mit innerhalb weiter Gren-2en ger.ielt eingestellter Molekulargewichtsverteilung.Dl α invention relates to a process for producing polyethylene sov; ie ylene and / or butylene (l) with ger.ielt within wide Gren-2-ene adjusted molecular weight distribution of a copolymer of predominantly ethylene and Pro2).
Es ist bekannt, dass Aethylen mit Katalysatoren aus gegebenenfalls ouf Trägern aufgebrachten Uebergangsmetallverbindungen der IV. bis VI. Nebengruppe des Periodensystems und metallorganisehen Verbindungen der I. bis III. Hauptgruppe bei Drücken unter 100 Atmosphären und Temperaturen zwischen 20 und 120 0C in der Gasphase oder in einem flüssigen Kohlenwasserstoff als Verdünnungsmittel polymerisiert wird, wobei gegebenenfalls molekularer Wasserstoff zur Molekulargewichtsregelung verwendet wird. Als Uebergangsmetallkomponente der Katalysatoren vom Ziegler-Typ können vorteilhaft auch Mischungen verschiedener Uebergangsmetallverbindungen verwendet werden. Beispielsweise werden verschiedene Modifikationen von Titantrichlorid miteinander gemischt oder es werden Verbindungen des dreiwertigen Titans mit Umsetzungsprodukten von Verbindungen des vierwertigen Titans mit festen,zweiwertiges Metall enthaltenden Verbindungen eingesetzt. Weiter ist es bekannt, auch Mischungen von Verbindungen des Titans und Vanadins, beispielsweise Titantetrachlorid und Vanadinoxyehlorid, zur Katalysatorherstellung zuIt is known that ethylene can be treated with catalysts made from transition metal compounds of IV. To VI. Subgroup of the periodic table and organometallic compounds from I. to III. Main group is polymerized at pressures below 100 atmospheres and temperatures between 20 and 120 0 C in the gas phase or in a liquid hydrocarbon as a diluent, where appropriate molecular hydrogen is used to regulate the molecular weight. Mixtures of different transition metal compounds can also advantageously be used as the transition metal component of the catalysts of the Ziegler type. For example, different modifications of titanium trichloride are mixed with one another or compounds of trivalent titanium with reaction products of compounds of tetravalent titanium with solid compounds containing divalent metal are used. It is also known that mixtures of compounds of titanium and vanadium, for example titanium tetrachloride and vanadium oxychloride, can also be used for the production of catalysts
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verwenden. Als besonderer Vorteil dieser zum Stand der Technik gehörenden Verfahren wird eine hohe Katalysatoraktivität und/oder eine.besondere Eignung der Polymerisate für die Herstellung von Forinkörpern im Extrusionsverfahrcn angegeben. Weiterhin ist es bekannt, !ethylenpolymerisate mit breiten Molekulargewichtsverteilungen, wie sie für die schmelzbruchfreie Extrusionsverarbeitung erforderlich sind, dadurch herzustellen, dass man die Polymerisation in zwei oder mehreren Verfahrensstufen unter jeweils verschiedenen Bedingungen vornimmt. use. As a particular advantage of this compared to the state of the art associated process is a high catalyst activity and / or a particular suitability of the polymers for the production of shaped bodies in the extrusion process. It is also known to use ethylene polymers with broad molecular weight distributions, as they are necessary for the melt fracture-free extrusion processing, thereby producing, that the polymerization is carried out in two or more process stages under different conditions in each case.
Die zum Stand der Technik gehörenden Verfahren sind jedoch entweder technisch sehr aufwendig und daher wenig wirtschaftlich oder aber nur von geringem Effekt hinsichtlich der erwünschten Eigenschaften der Polymerisate. Nach einem noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Verfahren wird für die Herstellung von Polyäthylen mit extrem breiter Molekulargew.ichtsverteilung ein Katalysator verwendet, der in Abwesenheit von Feuchtigkeit und molekularem Sauerstoff aus Chrom-(III)-acetylacetonat, Kieselsäure und Triisobutylaluminium hergestellt worden ist, wobei 0,5 bis 5 Gew.-$& Chrom-(HI)-acetylacetonEt auf die Kieselsäure oder ein Kieselsäure enthaltendes Material aufgebracht und anschliessend mit Triisobutylaluminium in Molverhältnissen von Aluminium zu Chromverbindungen von 10 : 1 bis 100 : 1 umgesetzt worden ist. Nach diesem Verfahren lassen sich Aethylenpolymerisate mit molekularen Uneinheitlichkeiten, bestimmt nach der gelpermeationschromatographischen Methode von UGpc ca. 35 bis 100 und Anteilen <Mw/5 von etwa 50 bis 60 Gew.-5^ herstellen. Derartige Polymerisate weisen zwar eine ungewöhnliche Kombination hervorragender anwendungstechnischer Eigenschaften auf, wie schmelzbruchfreie Verarbeitbarkeit auf Extrudern, praktisch vollkommene ühempfindlichkeit gegenüber Spannungsrisskorrosion bei zugleich hervorragender Steifigkeit und Härte. Andererseits wirlt sich die extrem hohe molekulare üheinheitlichkeit jedoch auf die Schockfestigkeit bzw. Schlagzugzähigkeit der Produkte nachteilig aus. Es ergab sichHowever, the processes belonging to the prior art are either technically very complex and therefore not very economical, or else only have little effect with regard to the desired properties of the polymers. According to a process that does not yet belong to the state of the art, a catalyst is used for the production of polyethylene with an extremely broad molecular weight distribution, which has been produced in the absence of moisture and molecular oxygen from chromium (III) acetylacetonate, silicic acid and triisobutylaluminum, 0.5 to 5 wt .- $ & Chrom- (HI) -acetylacetonEt applied to the silica or a silica-containing material and then reacted with triisobutylaluminum in molar ratios of aluminum to chromium compounds of 10: 1 to 100: 1. This process can be used to produce ethylene polymers with molecular non-uniformities, determined by the gel permeation chromatographic method, from U Gpc about 35 to 100 and proportions <Mw / 5 of about 50 to 60% by weight. Such polymers do indeed have an unusual combination of excellent performance properties, such as melt fracture-free processability on extruders, practically complete sensitivity to stress corrosion cracking and at the same time excellent rigidity and hardness. On the other hand, however, the extremely high molecular uniformity has a disadvantageous effect on the shock resistance or tensile impact strength of the products. It happened
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deshalb die Aufgabe, ein Polymerisationsverfahren zu finden, welches die Regelung der molekularen Uneinheitlichkeit der Poli'inerisate entsprechend den jeweiligen anwendungstechnischen Anforderungen an die Produkteigenschaften ermöglicht.therefore the task of finding a polymerization process that regulates the molecular inhomogeneity of the Poli'inerisate according to the respective application technology Requirements for the product properties made possible.
Es wurde nun ein Verfahren für die Polymerisation von Aethylen, gegebenenfalls im Gemisch mit Propylen und/oder Butylen-(l), zu Polymerisaten mit nach Belieben eingestellter Molekulargewichtsverteilung gefunden, welches die Nachteile der zum Stand der Technik gehörenden Verfahren nicht aufweist. Bei vorgegebenem Gewichtsmittel des Molekulargewichtes sowie vorgegebener Dichte der Polymerisate werden so wichtige anwendungstechnische Eigenschaften wie schmelzbruchfreie Verarbeitbarkeit bzw. Oberflächenglätte, Spannungsrissbeständigkeit und Fallbruchfestigkeit von Formkörpern weitgehend von der molekularen Uneinheitlichkeit bestimmt. Der Fortschritt des neuen, erfindungsgemässen Verfahrens besteht nun darin, dass das Eigenschaftsbild der Polymerisate innerhalb der naturgegebenen gesetzmässigen Zusammenhänge und Grenzen willkürlich und kontinuierlich variiert werden kann. So ist es beispielsweise möglich, durch Einstellung einer sehr hohen molekularen uneinheitlichkeit eine hervorragende Spannungsrissbeständigkeit, d.h. Unempfindlichkeit gegenüber der Einwirkung von Netzmitteln, mit einer allerdings nur massigen Schlagzugzähigkeit, d.h. geringer Fallbruchhöhe von Hohlkörpern, zu kombinieren, und umgekehrt kann bei extrem hoher Schlagzugzähigkeit nur ein Produkt von massiger Spannungsrissbeständigkeit hergestellt werden. Das neue erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es nun, beispielsweise die oben genannten Produkteigenschaften ihrem Zusammenhang entsprechend in beliebiger Weise abzustufen. Weiterhin können andere Produkteigenschaften wie schmelzbruchfreie Verarbeitbarkeit, Oberflächenbeschaffenheit willkürlich abgestuft werden. Bei Aenderung einer Eigenschaft in erwünschter Weise ändern sich zwangsläufig auch andere Eigenschaften in unerwünschter Weise. Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt nun die Einstellung eines optimalenThere has now been a process for the polymerization of ethylene, optionally in a mixture with propylene and / or butylene- (I), to form polymers with an arbitrarily adjusted molecular weight distribution found which does not have the disadvantages of the prior art methods. With a given Weight average molecular weight and the given density of the polymers are thus important in terms of application technology Properties such as melt fracture-free processability or surface smoothness, Stress cracking resistance and drop resistance of molded bodies largely depend on the molecular non-uniformity certainly. The progress of the new method according to the invention is that the property profile of the Polymers within the natural legal relationships and limits can be varied arbitrarily and continuously. So it is possible, for example, by setting a very high molecular inhomogeneity an excellent stress crack resistance, i.e. insensitivity to the action of wetting agents, but with only moderate tensile impact strength, i.e. low drop height of Hollow bodies, and vice versa, with extremely high tensile impact strength, only a product with moderate stress cracking resistance can be used getting produced. The new method according to the invention now enables, for example, those mentioned above Graduating product properties according to their context in any way. Furthermore, other product properties such as melt fracture-free processability, surface properties can be arbitrarily graded. When changing a Property in a desired manner, other properties inevitably change in an undesirable manner. The inventive Procedure now allows the setting of an optimal
B09807/0971 ~ 4 "B09807 / 0971 ~ 4 "
Kompromisses, der den jeweiligen technischen Anforderungen an das Polymerisat am besten gerecht wird.Compromise that meets the respective technical requirements the polymer best suits.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Polyäthylen mit gezielt eingestellter breiter Molekulargewichtsverteilung durch Polymerisation von Aethylen, gegebenenfalls auch im Gemisch mit Propylen und/oder Butylen-(l) sowie in Gegenwart von molekularem Wasserstoff, mit Katalysatoren von Ziegler-Typ, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass als Katalysator eine Mischung zweier mit einer Aluminiumkohlenwasserstoffverbindung aktivierten Uebergangsmetallkomponenten A und B in Molverhältnissen von etwa 1 : 20 bis etwa 1 : 0,1 verwendet wird, wobei die Komponente A aus an Kieselsäure adsorbiertem Chrom-(lII)-acetylacetonat und die Komponente B aus entweder durch metallorganische Reduktion von Titantetrachlorid hergestelltem Titantrichlorid oder aus durch gemeinsame metallorganische Reduktion von in flüssigen Kohlenwasserstoffen löslichen Mischungen aus Vanadin- und/oder Titanverbindungen erhaltenen und gegebenenfallls isolierten unlöslichen Umsetzungsprodukten besteht und die Molekulargewichtsverteilung umso breiter ist, je grosser der Anteil an der Uebergangsmetallkomponente A ist.The invention therefore relates to a method for production of polyethylene with a specifically adjusted broad molecular weight distribution by polymerization of ethylene, optionally also as a mixture with propylene and / or butylene- (l) as well in the presence of molecular hydrogen, with catalysts of the Ziegler type, which is characterized in that as Catalyst is a mixture of two transition metal components A activated with an aluminum hydrocarbon compound and B is used in molar ratios of about 1:20 to about 1: 0.1, with component A being adsorbed on silica Chromium (III) acetylacetonate and component B from either by organometallic reduction of titanium tetrachloride produced titanium trichloride or from common organometallic Reduction of soluble in liquid hydrocarbons Mixtures of vanadium and / or titanium compounds obtained and optionally isolated insoluble reaction products and the molecular weight distribution all the same The larger the proportion of the transition metal component, the wider it is A is.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht die Herstellung von Polyäthylen bzw. von Copolymerisaten aus Aethylen und Propylen und/oder Butylen-(l), welche auf Extrudern mit hohen Ausstossleistungen zu Hohlkörpern, Rohren und dergleichen mit hervorragenden Fertigteileigenschaften wie Spannungsrissbeständigkeit, Schlagzugzähigkeit und Steifigkeit, schmelzbruchfrei verarbeitet werden können, durch kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführte Polymerisation in einer Verfahrensstufe bzw. Reaktor.The inventive method enables the production of Polyethylene or copolymers of ethylene and propylene and / or butylene (l), which on extruders with high output to hollow bodies, pipes and the like with excellent finished part properties such as stress crack resistance, Tensile impact strength and rigidity, melt fracture-free processing, can be processed continuously or discontinuously carried out polymerization in one process stage or reactor.
Die Polymerisation wird ausgeführt unter den für die Niederdurckpolymerisation nach Ziegler üblichen Bedingungen wieThe polymerization is carried out among those for the low-pressure polymerization according to Ziegler usual conditions such as
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Drücken von 1 Atmosphäre bis 100 Atmosphären, vorzugsweise 10 Atmosphären bis 50 Atmosphären und Temperaturen zwischen 20°und 100 0C, vorzugsweise zwischen 60 ° und 90 0C. Je nach dem gewählten Molverhältnis der Katalysatorkomponenten A und B lassen sich gelperineationschromatigraphisch bestimmte Uneinheitlichkeiten der Polymerisate von etwa Vnpn - 1° bis etwa UGpC = 100 einstellen, wobei die Anteile <Mw/5 etwa 35 Gew. -4> bis etwa 60 Gew.-$ betragen.Pressures from 1 atmosphere to 100 atmospheres, preferably 10 atmospheres to 50 atmospheres and temperatures between 20 ° and 100 0 C, preferably between 60 ° and 90 0 C. Depending on the selected molar ratio of the catalyst components A and B can be gelperineationschromatigraphisch certain inconsistencies of the polymers from about Vnpn − 1 ° to about U G p C = 100, the proportions <Mw / 5 being about 35 wt. -4> to about 60 wt.
Die molekularen Uneinheitlichkeiten sind um so breiter, je grosser der Anteil der Komponente A an der Katalysatormischung ist. Die Herstellung der Komponente A erfolgt nach der deutschen Patentanmeldung P 22 34 231.0. Die Herstellung des als Komponente B verwendeten Titantrichlorids gehört zum Stand der Technik. Das gleiche gilt für die Herstellung des als Komponente B verwendbaren Titan-Vanadin-Katalysators.The molecular non-uniformities are the wider, the more the proportion of component A in the catalyst mixture is greater. The production of component A takes place according to the German Patent application P 22 34 231.0. The production of the titanium trichloride used as component B is part of the status quo of the technique. The same applies to the production of the titanium-vanadium catalyst which can be used as component B.
Die zur Polymerisation verwendete Katalysatorkomponente A wurde wie folgt hergestellt:The catalyst component A used for the polymerization became manufactured as follows:
Zu einer auf 50 0C erwärmten Suspension von 1,2 kg getrockneter Kieselsäure Ketjensilica F-5 (hergestellt von Koninklijke Zwavelzuurfabrieken v/h Ketjen NV) in 30 1 Hexan wurde unter Rühren innerhalb von 15.Minuten eine 50 0C warme Lösung aus 24,7 g Chrom-(IIl)-acetylacetonat und 30 1 Hexan zulaufen gelassen.To a warmed at 50 0 C suspension of 1.2 kg of dried silica Ketjensilica (manufactured by Koninklijke Zwavelzuurfabrieken v / h Ketjen NV) F-5 in 30 1 of hexane was added with stirring within a 15.Minuten 50 0 C warm solution of 24 , 7 g of chromium (IIl) acetylacetonate and 30 l of hexane are allowed to run in.
Die zur Polymerisation verwendete Katalysatorkomponente B1 wurde wie folgt hergestellt: The catalyst component B 1 used for the polymerization was prepared as follows:
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Zu 3 Litern 4 m Diäthylaluminiumchlorid-Lösung in Hexan wurden unter Rühren bei 30 0C innerhalb von 230 Minuten 3 Liter 2 m Titantetrachlorid-Lösung in Hexan zudosiert. Der Filterrückstand wurde siebenmal mit jeweils 250 ml frischem Hexan gewaschen und dann auf eine Konzentration von 82 mgAtom Titan pro Liter verdünnt.To 3 liters of 4 m diethylaluminum chloride solution in hexane were added under stirring at 30 0 C within 230 minutes, 3 liters of 2 m of titanium tetrachloride solution in hexane added. The filter residue was washed seven times with 250 ml of fresh hexane each time and then diluted to a concentration of 82 mg of atom titanium per liter.
Die Aethylenpolymerisation wurde in einem 2 1-Stahlautoklaven als 1 1-Ansatz ausgeführt. 21,6 ml der Katalysatorkomponente A, enthaltend 0,025 mgAtom Chrom, wurden mit Hexan, welches mit 300 mg Triisobutylaluminium versetzt worden war, auf ein Volumen von 250 ml verdünnt. Diese Suspension wurde 20 Minuten lang bei 25 0C gerührt. Gleichzeitig wurde in den Autoklaven unter Stickstoff nacheinander 750 ml Hexan, 250 mg mit 2 ml Hexan verdünntes Triisobutylaluminium und die in der Tabelle 1 angegebene Menge der Katalysatorkomponente B1, berechnet als mgAtom Titan, eingefüllt. Zu dem auf 60 0C aufgeheizten Autoklaveninhalt wurde die oben angeführte, die Chromkomponente enthaltende Suspension zugesetzt. Dann wurde der Stickstoff durch Aethylen verdrängt, Wasserstoff bis zu einem Druck von 6,4 kp/cmThe ethylene polymerization was carried out in a 2 liter steel autoclave as a 1 liter batch. 21.6 ml of the catalyst component A, containing 0.025 mg of atom of chromium, were diluted to a volume of 250 ml with hexane, to which 300 mg of triisobutylaluminum had been added. This suspension was stirred at 25 ° C. for 20 minutes. At the same time, 750 ml of hexane, 250 mg of triisobutylaluminum diluted with 2 ml of hexane and the amount of catalyst component B 1 given in Table 1, calculated as mg of atom of titanium, were introduced into the autoclave under nitrogen. To the heated to 60 0 C autoclave, the above-mentioned containing the chromium component suspension was added. Then the nitrogen was displaced by ethylene, hydrogen up to a pressure of 6.4 kp / cm
und Aethylen bis zu einem Gesamtdruck von 33,6 kp/cm aufgedrückt. Anschliessend wurde der Autoklaveninhalt unter Rühren auf 75 0C aufgeheizt und für die Dauer dieses Versuches beiand ethylene up to a total pressure of 33.6 kp / cm. The contents of the autoclave were then heated to 75 ° C. with stirring and were kept at for the duration of this experiment
dieser Temperatur gehalten. Der Druck von 33,6 kp/cm wurde durch Nachdrücken von Aethylen ebenfalls konstant gehalten. Nach einer Stunde - gerechnet vom Beginn der Ae-thylenzufuhr an wurde die Polymerisation durch Entspannen des nicht umgesetzten AethyleiB abgebrochen. Der Feststoff wurde abfiltriert und 3 Stunden im Vakuum bei 80 0C getrocknet. Ausbeute J 427 g. Weitere Angaben zu den Polymerisateigenschaften sind der Tabelle 1 zu entnehmen.kept this temperature. The pressure of 33.6 kp / cm was also kept constant by forcing in more ethylene. After one hour - calculated from the beginning of the ethylene supply, the polymerization was terminated by letting down the unreacted ethylene egg. The solid was filtered off and dried in vacuo at 80 ° C. for 3 hours. Yield J 427 g. Further information on the polymer properties can be found in Table 1.
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yerftleichsversuch A und BCorrelation experiment A and B
Angaben über die Vergleichsversuche A und B sind in der oben genannten Tabelle 1 zusammengestellt. Die Polymerisation erfolgte wie in Beispiel 1.Information on the comparative tests A and B are compiled in Table 1 above. The polymerization took place as in example 1.
Die Herstellung der Komponente A ist unter Beispiel 1 beschrieben. Die Komponente B2 wurde auf folgende Weise erhalten:The preparation of component A is described under Example 1. Component B 2 was obtained in the following way:
1 Mol n-Propyltitanat und 3 Mol Vanadinoxytrichlorid wurden mit 3,5 Litern Hexan verdünnt und anschliessend 2 Stunden am Rückfluss gekocht. Nach Erkalten der Lösung wurde 8 Mol Diäthylaluminiumchlorid in 5 Litern Hexan bei 30 0C im Verlaufe von1 mol of n-propyl titanate and 3 mol of vanadium oxytrichloride were diluted with 3.5 liters of hexane and then refluxed for 2 hours. After cooling, the solution was 8 moles of diethylaluminum chloride in 5 liters of hexane at 30 0 C in the course of
2 Stunden zudosiert. Der nach der Reduktion entstandene Niederschlag wurde abfiltriert, mit Hexan gewaschen, erneut suspendiert und auf eine Konzentration von 11,5 mgAtom Ti und V pro Liter verdünnt.Dosed for 2 hours. The precipitate formed after the reduction was filtered off, washed with hexane, resuspended and reduced to a concentration of 11.5 mgAtom Ti and V pro Liter diluted.
Die Polymerisation erfolgte wie in Beispiel 1. Die angewendeten Katalysatormengen von Komponente A und B2 sind in der Tabelle 2 aufgeführt.The polymerization was carried out as in Example 1. The amounts of catalyst used for components A and B 2 are listed in Table 2.
Die Vergleichsversuche C und D wurden wie in Beispiel 3 ausgeführt. Einzelheiten sind der Tabelle 2 zu entnehmen.Comparative experiments C and D were carried out as in Example 3. Details can be found in Table 2.
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spielat
game
verhältnisCr / Ti (Mol
relationship
torkompo
nente A
mgAtom
CrCatal
torkompo
nent A
mgAtom
Cr
torkompo
nente B1
mgAtom
TiCatal
torkompo
nent B 1
mgAtom
Ti
stoff
part ial-
druckp
kp/cmwater
material
partial
printp
kp / cm
partial-
druck
p
kp/cmEthylene
partial
pressure
p
kp / cm
gyield
G
(190/5)
g/10minMFI
(190/5)
g / 10min
dl/gRSV
dl / g
cn σ co co ο •«4cn σ co co ο • «4
O CDO CD
2J MFI (190/5)
RSV2J MFI (190/5)
RSV
UGPC U GPC
MwMw
Schmelzindex nach DIN 53 735Melt index according to DIN 53 735
reduzierte spezifische Viskositätreduced specific viscosity
gelchromatigraphisch ermittelte molekulare UneinheitlichkeitMolecular non-uniformity determined by gel chromatography
Gewichtsmittel des MolekulargewichtsWeight average molecular weight
+Vergleichsversuche + Comparison tests
vovo
GO GO CO OO OO COGO GO CO OO OO CO
ο co —J ο co —J
mgAtom Crcomponent A
mgAtom Cr
mgAtom (Ti-t-V)component B 2 ,
mgAtom (Ti-tV)
I^ y O \ ^ ^>"1
I.
: O ; 1
: O
C+ 6th
C +
18th .
1
295399
295
l 7,6 6.9
l 7.6
56 / * ■ "·
56
1,81. "I.
1.8
OOO
O
2)2)
Vinylgruppen pro 1000 Kohlenstoffatome: Werte wurden durch Infrarotanalyse ermittelt Vinyl groups per 1000 carbon atoms: values were determined by infrared analysis
Im Vergleich zu Beispiel 5 wurde die ausserhalb des Reaktors angesetzte Mischung aus der Chromkomponente, Triisobutylaluminium und Lösungsmittel verdoppelt. Das lsi Reaktor vorge legte Suspensionsvolumen wurde verringert, so dass nach Zusammengehen der Komponerrcen vie bei Beispiel 5 ein Gesamtvolumen von 1 Liter erhalten wurde. In comparison to Example 5, the mixture of the chromium component, triisobutylaluminum and solvent made up outside the reactor was doubled. The suspension volume initially placed in the reactor was reduced so that, after the components had combined , as in Example 5, a total volume of 1 liter was obtained.
VergleichsversucheComparative experiments
ro coro co
co co co OOco co co OO
Gesamtdauer des Versuches: 74 h
Zeitraum der Auswertung: 12 hTotal duration of the experiment: 74 h
Evaluation period: 12 h
In einem mante Ige kühlten Rührwerksbehälter wurde bei einem Gesamtdruck von 36 kp/cra und einer Temperatur von 85 0C kontinuierlich Aethylen polymerisiert. Zur Molekulargewichtsregelun^ wurde ein Wasserstoff-Gehalb von ca. 22 V0I.-/0 im Gasraum dos Reaktionsbehälters eingestellt. Bei einem Flüssigkeitsstand im Reaktionsbehälter von 300 1 wurden stündlich 150 1 des in suspendierten Katalysators zudosiert. Der Flüssigkeitsstand im Reaktionsbehälter wurde mit einer Co -Strahlenschranke geregelt. Die aus dem Reaktionsbehälter abgeregelte Polymerisatsuspension wurde in einen nachgeschalteten Rührwerksbehalter entspannt. Das pulverförmige Polymerisat wurde danach auf einer Zentrifuge abgetrennt und anschließsend bei etwa 00 0C im Vakuum getrocknet.In a mante Ige-cooled agitator was operated at a total pressure of 36 kp / cra and a temperature of 85 0 C continuously polymerized ethylene. To regulate the molecular weight, a hydrogen content of approx. 22 V0I .- / 0 was set in the gas space of the reaction vessel. At a liquid level in the reaction vessel of 300 l, 150 l of the catalyst suspended in was metered in every hour. The liquid level in the reaction vessel was regulated with a Co radiation barrier. The polymer suspension regulated from the reaction vessel was let down into a downstream stirrer vessel. The pulverulent polymer was then separated off on a centrifuge and then dried at about 00 ° C. in a vacuum.
Als Polymerisationskatalysator wurde ein Gemisch aus zwei Katalysatoren verwendet: 20 Gew.-# des oben beschriebenen Katalysators A und 80 Gew.-$ des in Beispiel 1 beschriebenen Katalysators B1. Die beiden Katalysatoren wurden in getrennten Vorlagen verdünnt und von dort mit 2 Pumpen über ein gemeinsames Einlei trohr in den Reaktionsbehälter gefördert.A mixture of two catalysts was used as the polymerization catalyst: 20% by weight of the above-described catalyst A and 80% by weight of the catalyst B 1 described in Example 1. The two catalysts were diluted in separate templates and conveyed from there with 2 pumps via a common inlet tube into the reaction vessel.
Vorlage 1: 112,5 1 Katalysatorsuspension/h, enthaltend Receipt 1: 112.5 1 catalyst suspension / h, containing
1,6 g Katalysator B1 und 11,25 g Triisobutylaluminium1.6 g of catalyst B 1 and 11.25 g of triisobutyl aluminum
Vorlage 2; 37,5 1 Katalysatorsuspension/h, enthaltend 0,4 g Chrom(III)acetylacetonat auf 21,38 g Template 2; 37.5 1 catalyst suspension / h, containing 0.4 g of chromium (III) acetylacetonate to 21.38 g
SiO2 und
9,25 g TriisobutylaluminiumSiO 2 and
9.25 grams of triisobutyl aluminum
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Bei einem derart durchgeführten Versuch, der insgesamt eine Laufzeit von 74 h hatte, wurden während eines Ausv/ertungszeitraumes von 12 h die nachfolgenden Ergebnisse erzielt:In an experiment carried out in this way, the total of one Had a running time of 74 h, were during an evaluation period after 12 h the following results are achieved:
stündliche Ausbeute: 19,5 kg PE Katalysatorverbräuche: Chrom(III)acetyl-Hourly yield: 19.5 kg PE catalyst consumption: Chromium (III) acetyl
acetonat: 20,5 mg/kg PE = 4,5 ppm Cr2O5 im Polymeacetonate: 20.5 mg / kg PE = 4.5 ppm Cr 2 O 5 in the polymer
TiCl3: 82 mg/kg PE * 42 ppm TiO2 im PolymeTiCl 3 : 82 mg / kg PE * 42 ppm TiO 2 in the polymer
Triisobutylaluminiuw: 1.050 mg/kg PETriisobutylaluminium: 1,050 mg / kg PE
Ein aus Einzelchargen abgemischtes Versuchsprodukt hatte folgende Eigenschaften:A test product mixed from individual batches had the following properties:
(nach DIH 53 448)Tensile impact strength =
(according to DIH 53 448)
bei 70 0C
(nach ASTM D 1693 - 70)Tension crack resistance
at 70 0 C
(according to ASTM D 1693 - 70)
Die Katalysatorverbräuche waren so gering, dass die Polymeri sate ohne jegliche Katalysatorauswaschung weiterverarbeitet werden können.The catalyst consumption was so low that the polymers were processed further without any catalyst leaching can be.
ÄAls kritische Fallhöhe ist jeweils die Höhe angegeben, bei der 50 $s der geprüften, mit Wasser gefüllten 10 1-Bebiilter beim Aufprall auf eine feste Unterlage zu Bruch gehen. Ä The critical drop height specified is the height at which 50 $ s of the tested 10 l filter filled with water break when it hits a solid surface.
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BelST)IcI 8BelST) IcI 8
Gesamtdauer des Versuches; 38 IiTotal duration of the experiment; 38 II
Zeitraum der Ausv/ertung: 12 IiPeriod of evaluation: 12 II
In der gleichen Apparatur v/iο in Beispiel 7 wurde bei nahezu identischem Vereuchsbedinßimgen kontinuierlich ein Aethen-Propen-Copolyinerisat hergestellt.In the same apparatus v / iο in Example 7 was at almost an ethene-propene copolyinerizate continuously under identical conditions manufactured.
Gegenüber Beispiel 7 war das Verhältnis der Katalysatoren auf 70 Gew.~$ Katalysator A und 50 Gew.-^ Katalysator B1 geändert. Ausserdem war der Wasserstoffgehalt im Gasraum des Reaktionsbehälters auf ca. 15 Vol.-S^ abgesenkt.Compared to Example 7, the ratio of the catalysts was changed to 70% by weight of catalyst A and 50% by weight of catalyst B 1 . In addition, the hydrogen content in the gas space of the reaction vessel was reduced to approx. 15% by volume.
Das Gevichtsverhältnis der stündlich zudosierten Olefinmengen betrug 2 : 100 (Propen = 2, Aethen = 100).The Gev i chtsverhältnis the hourly metered amounts of olefins was 2: 100 (= 2 propene, ethene = 100).
In den beiden Vorlagen wurden folgende Katalysatormengen verdünnt. The following amounts of catalyst were diluted in the two receivers.
Vorlage 1: 112,5 1 Katalysatorsuspension/h, enthaltendReceipt 1 : 112.5 1 catalyst suspension / h, containing
1,1 g Katalysator B1 und 11,25 g Triisobutylaluminium1,1 g of catalyst B 1 and 11.25 g of triisobutyl aluminum
Vorlage 2: 37,5 1 Kataljrßatorsuspension/h, enthaltend 0,47 g Chrom(III)acetylacetonat auf 22,8 g Template 2: 37.5 1 Katalj ßatorsuspension r / h, containing 0.47 g of chromium (III) acetylacetonate in 22.8 g
SiO2 und
10,75 g TriisobutylaluminiumSiO 2 and
10.75 grams of triisobutyl aluminum
Die durchschnittliche stündliche Ausbeute betrug über einen Zeitraum von 12 h 18,7 kg PE. Daraus errechnen sich folgende Katalysetorverbräuche:The average hourly yield was over one Period of 12 h 18.7 kg PE. The following catalyst consumption can be calculated from this:
Chrom(lII)acetylacetonat = 25,2 rag/kg PE =5,5 ppm Cr2O3 jmChromium (III) acetylacetonate = 25.2 rag / kg PE = 5.5 ppm Cr 2 O 3 jm
PolymerenPolymers
TiCl55 = 58,9 mg/kg PE ^ 31 ppm TiO2 imTiCl 55 = 58.9 mg / kg PE ^ 31 ppm TiO 2 im
PolymerenPolymers
Triisobutylaluminium = 1.180 mg/kg PETriisobutylaluminum = 1,180 mg / kg PE
Eine Abmischung aus den Polymerisat-ChiU'gen hatte folgendnc Eigenschaftsbild:A mixture of the polymer compositions had the following Property picture:
- 13 -- 13 -
509807/0971509807/0971
233R088233R088
ui Micros Holekulargov/icht M Üichti'ui Micros Holekulargov / icht M Üichti '
in: j UifcuLore- Une.inho ί tlichkeit An to LL <l:v//f3in: j UifcuLore- Une.inpoliteness An to LL <l: v // f3
in.Il I <-i;, -Uf.ZJhif'ko i t ( )in.Il I <-i ;, -Uf.ZJhif'ko i t ()
kritisch*.· FaIIh:;j ir/ bei PO °Ccritical *. Case:; j ir / at PO ° C
.";!' i iu;be.f; bund ι^Uο ί Ι (nach /».Viii D 169'; - Yi)). ";! ' i iu; be. f ; bund ι ^ Uο ί Ι (nach /.Viii D 169 '; - Yi))
Hoi;:piol 9 Hoi;: pi ol 9
Ue;.; HüLlaiier des Vürsuche.s: 863 h Zeitraum der Auswertung: 12 hUe;.; HüLlaiier des Vürsuche.s: 863 h Evaluation period: 12 h
In der Apparatur aus Beispiel 7 wurde kontinuierlich Aethylen polymerisiert. Der Gesamtdruck betrug 36 kp/cm , die Reaktlonsteuiperatur 85 0C und die mittlere Verweilzeit im Reaktionsbehälter 4 stunden. Zur Molekulargev/ichtsregelung wurde im Gasraum des Reaktor« ein Wasserstoffgehalt von ca. 21 Vol.~$ eingestellt. Das Gewichtsverhältnis der beiden Katalysatorkomponenten A : B2 betrug 60 : 40. Die Katalysatoren wurden in getrennten Vorlagen verdünnt.In the apparatus from Example 7, ethylene was polymerized continuously. The total pressure was 36 kgf / cm, the Reaktlonsteuiperatur hours 85 0 C and the average residence time in the reaction vessel. 4 To regulate the molecular weight, a hydrogen content of approx. 21% by volume was set in the gas space of the reactor. The weight ratio of the two catalyst components A: B 2 was 60:40. The catalysts were diluted in separate receivers.
Vorlage 1: 3Y,5 1 Katalysatorsuspension/h, enthaltend 0,332 g Katalysator B2 und 3,75 g Triisobutylaluminium Receipt 1: 3Y, 5 1 catalyst suspension / h, containing 0.332 g of catalyst B 2 and 3.75 g of triisobutylaluminum
Vorlage 2: 37,5 1 Katalysatorsuspension/h, enthaltend Receipt 2: 37.5 1 catalyst suspension / h, containing
0,5 g Chrom(III)acetylacetonat auf 24,2 g SiO2 11,75 g Trilsobutylaluminium0.5 g chromium (III) acetylacetonate on 24.2 g SiO 2 11.75 g trilsobutyl aluminum
- 14 -- 14 -
BADBATH
509807/0971509807/0971
Mit den obigen Katalysatormon&en wurde über 12 Stunden einu durclißolinitbliche Ausbeute von IB,7 kg PE/h erreicht. Die Katalysatorverbräuche betrugen dabei:The above catalyst mon & s was used for 12 hours Durclissolinitblichen yield of IB, 7 kg PE / h reached. the The catalyst consumption was:
Chrow(tEl)acelylacotmiat - 26,8 mg/kg PPJ '=5,0 ppm Cr2C);." ir:Chrow (tEl) acelylacotmiat - 26.8 mg / kg PPJ '= 5.0 ppm Cr 2 C) ; . "ir:
Katalysator Ii2 = 17,0 mg/kg PE = 6 ppm V?0£) imCatalyst Ii 2 = 17.0 mg / kg PE = 6 ppm V ? £ 0) im
Polyn-.ΊοηPolyn-.Ίοη
TriiiiobutylaLuininiurn -- 770 mg/kg PBTriiiiobutylaLuininiurn - 770 mg / kg PB
Ein derart hergestelltes Versuchsprodukt hatte folgende Eigenschaften: A test product manufactured in this way had the following properties:
mittleres Molekulargewicht My = 193 000mean molecular weight M y = 193,000
Dichte s= 0,953 g/cm5 Density s = 0.953 g / cm 5
molekulare Uneinheitlichkeit = 21,3molecular non-uniformity = 21.3
Anteil <Mw/5 = 48,3?$Proportion <Mw / 5 = $ 48.3
Schlagzugzähigkeit = 1.130 cmkp/cm"Tensile impact strength = 1,130 cmkp / cm "
(nach DlN 53 448)(according to DlN 53 448)
kritische Fallhöhe* bei 20 0C = 2,66 m Spannungsrissbeständigkeitcritical height of fall * at 20 0 C = 2.66 m resistance to stress cracking
bei 70 0C = 71 hat 70 0 C = 71 h
(nach ASTM D 1693 - 70)(according to ASTM D 1693 - 70)
Gesamtdauer des Versuches: 108 h Zeitraum der Auswertung: 12 hTotal duration of the experiment: 108 h. Period of evaluation: 12 h
Unter gleichen Versuchsbedingungen wie in Beispiel 9 wurde ein Aethen-Propen-Copolymerisat hergestellt. Das Gewichtsverhältnis der stündlich zudosierten Olefinmengen betrug 1 : 100 (Propen = 1, Aethen = 100).An ethene-propene copolymer was produced under the same test conditions as in Example 9. The weight ratio the amount of olefin metered in per hour was 1: 100 (propene = 1, ethene = 100).
Die folgenden Katalysatormengen wurden in zwei getrennten Vorlagen verdünnt.The following amounts of catalyst were in two separate templates diluted.
- 15 509807/0971 - 15 509807/0971
r/a-r / a-
JiJL 37,5 1 Katalysatorsuspension/h, enthaltendJiJL 37.5 1 catalyst suspension / h containing
0,268 g Katalysator B2 und ' 3,75 g Triisobutylalumiriium0.268 g of catalyst B 2 and 3.75 g of triisobutyl aluminum
2: 37,5 1 Katalynatorsunpension/h, enthaltend 2: 37.5 containing 1 catalysis board / h
0,4 G Chrom(III)acetylacetonat auf 19,4ß SiO2 und 9,0 g Triisobutylaluminium0.4 g chromium (III) acetylacetonate on 19.4 [beta] SiO 2 and 9.0 g triisobutylaluminum
Mit dienen Katalysatormengen wurde über 12 Stunden eine stund- " liehe Ausbeute von 17,9 kg PE erhalten. Hieraus ergaben sich die nachfolgenden Katalysatorverbräuche:With the quantities of catalyst, an hour- " yield of 17.9 kg of PE obtained. This resulted in the following catalyst consumption:
Chrom(III)acetylacetonat =22,3 mg/kg PE = 4,8 ppm Cr2O3 imChromium (III) acetylacetonate = 22.3 mg / kg PE = 4.8 ppm Cr 2 O 3 im
PolymerenPolymers
Katalysator B2 =14,9 mg/kg PE £ 5,1 ppm V2 0e imCatalyst B 2 = 14.9 mg / kg PE £ 5.1 ppm V 2 0 e im
PolymerenPolymers
Triisobutylaluminium = 710 mg/kg PETriisobutyl aluminum = 710 mg / kg PE
Ein derart hergestelltes Produkt zeigten folgendes Eigenscha ftsbild: A product manufactured in this way showed the following properties:
mittleres Molekularwicht M^ = Dichtemean molecular weight M ^ = density
molekulare Uneinheitlichkeit =molecular nonuniformity =
AnteiKMw/5ShareMw / 5
Schlagzugzähigkeit — (nach DIN 53 448) .Tensile impact strength - (according to DIN 53 448).
kritische Fallhöhe* bei 20 0C=critical height of fall * at 20 0 C =
SpannungsrissbeständigkeitTension crack resistance
bei 70 °Cat 70 ° C
(nach ASTM D 1693 - 70)(according to ASTM D 1693 - 70)
- 16 509807/0971 - 16 509807/0971
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732338888 DE2338888A1 (en) | 1973-08-01 | 1973-08-01 | Polyethylene of controlled mol. wt. distribution - obtd using transitional metal catalysts activated by aluminium hydrocarbon cpds |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732338888 DE2338888A1 (en) | 1973-08-01 | 1973-08-01 | Polyethylene of controlled mol. wt. distribution - obtd using transitional metal catalysts activated by aluminium hydrocarbon cpds |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2338888A1 true DE2338888A1 (en) | 1975-02-13 |
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ID=5888527
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19732338888 Pending DE2338888A1 (en) | 1973-08-01 | 1973-08-01 | Polyethylene of controlled mol. wt. distribution - obtd using transitional metal catalysts activated by aluminium hydrocarbon cpds |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2338888A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0056831A1 (en) * | 1981-01-26 | 1982-08-04 | The Dow Chemical Company | Polymerization of olefins with blends of independently supported catalysts |
EP0480376A2 (en) * | 1990-10-09 | 1992-04-15 | Phillips Petroleum Company | Catalyst and process for making bimodal polyolefins |
-
1973
- 1973-08-01 DE DE19732338888 patent/DE2338888A1/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0056831A1 (en) * | 1981-01-26 | 1982-08-04 | The Dow Chemical Company | Polymerization of olefins with blends of independently supported catalysts |
EP0480376A2 (en) * | 1990-10-09 | 1992-04-15 | Phillips Petroleum Company | Catalyst and process for making bimodal polyolefins |
EP0480376A3 (en) * | 1990-10-09 | 1992-05-27 | Phillips Petroleum Company | Catalyst and process for making bimodal polyolefins |
US5237025A (en) * | 1990-10-09 | 1993-08-17 | Phillips Petroleum Company | Process for making bimodal polyolefins using two independent particulate catalysts |
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