ES2201544T3 - Catalizadores y procedimiento de polimerizacion de olefinas. - Google Patents

Catalizadores y procedimiento de polimerizacion de olefinas.

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ES2201544T3 ES98952738T ES98952738T ES2201544T3 ES 2201544 T3 ES2201544 T3 ES 2201544T3 ES 98952738 T ES98952738 T ES 98952738T ES 98952738 T ES98952738 T ES 98952738T ES 2201544 T3 ES2201544 T3 ES 2201544T3
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Jan F. Van Baar
Peter A. Schut
Gerard M. M. Van Kessel
Klaas L. Von Hebel
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Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UNOS CATALIZADORES DE POLIMERIZACION DE OLEFINAS. SE OBTIENEN ESTOS CATALIZADORES PONIENDO EN CONTACTO (A) UN COMPUESTO CICLOPENTADIENILO PUENTEADO Y/O SUSTITUIDO DE TITANIO, CIRCONIO O HAFNIO; (B) UN COMPUESTO DE ALUMINIO ORGANOMETALICO DE FORMULA AL (CH 2 - CR SUP, 4 R 5 - CR 6 R 7 R 8 ) W R 9Q Q H Z , EN LA CUAL R 4 ES UN GRUPO ALQUILO, ALQUENILO O ARILALQUILO EN C 1 - C 10 ; R 5 ES EL HIDROGENO O UN GRUPO ALQUILO, ALQUENILO O ARILALQUILO EN C 1 - C 10 ; R 6 Y R 7 SON GRUPOS ALQUILO, ALQUENILO, ARILO, ARILALQUILO O ARILARILO C 1 - C 10 ; R 8 ES EL HIDROGENO O UN GRUPO ALQUILO, ALQUENILO, ARILO, ARILALQUILO O ARILARILO EN C 1 - C 10 ; R 9 ES UN GRUPO ALQUILO, ALQUENILO O ARILALQUILO EN C 1 - C 10 , SIENDO UNO DE LOS ATOMOS DE CARBONO DEL COMPUESTO DE LA FORMULA (II) EVENTUALMENTE SUSTITUIDO POR UN ATOMO DE SI O GE; W ES 1-3, Z ES 0 O 1, Q=3-WZ; Y (C) AGUA. LA RELACION MOLAR (B)/(C) ESTA COMPRENDIDA ENTRE 1:1 Y 100:1. ESTOS CATALIZADORES MUESTRAN UNA ACTIVIDAD MEJORADA SI SE COMPARAN CON LOS CATALIZADORES CONOCIDOS PARA LOS CUALES SE UTILIZAN VARIOS COMPUESTOS DE ALUMINIO.

Description

Catalizadores y procedimientos para la polimerización de olefinas.
La presente invención, se refiere a catalizadores para la polimerización de olefinas. De una forma particular, ésta se refiere a catalizadores de alta actividad para polimerización de olefinas, obtenidos a partir de compuestos de ciclopentadienilo de un metal de transición, compuestos organometálicos de aluminio y agua.
La invención, se refiere asimismo a procedimientos para la polimerización de olefinas, llevados a cabo en presencia de los catalizadores de la invención.
Los sistemas catalíticos homogéneos basados en compuestos de metaloceno, compuestos de alquil-aluminio y agua, son conocidos como siendo efectivos en la polimerización de olefinas.
En la solicitud de patente europea EP-A-384 171, se describen catalizadores para la polimerización de olefinas, los cuales comprenden el producto de reacción de:
(a)
un compuesto de metaloceno de la fórmula:
(C_{5}R'_{n})_{m}R''_{p}(C_{5}R'_{n})MX_{3-m}
en donde, (C_{5}R'_{n})_{m}, es un grupo ciclopentadienilo opcionalmente sustituido y dos o cuatro sustituyentes R' de uno y el mismo grupo ciclopentadienilo, pueden formar uno o dos anillos que tienen de 4 a 6 átomos de carbono; R'', es un radical divalente que hace de puente para los dos grupos ciclopentadienilo; X, puede ser, por ejemplo, un átomo de halógeno; M es un metal de transición seleccionado de entre Ti, Zr y Hf; p es 0 ó 1; m es 0, 1 ó 2; cuando m = 0, entonces, p = 0 y, cuando p = 0, por lo menos un sustituyente R', es diferente de hidrógeno; n = 4, cuando p = 1 y n = 5, cuando p = 0; y
(b)
un alumoxano de la fórmula
1
en donde, los sustituyentes R, pueden ser, de una forma general, radicales alquilo, alquenilo, o alquilarilo, que tengan 2-20 átomos de carbono.
Los alumoxanos (b), se preparan haciendo reaccionar los correspondientes compuestos de trialquilaluminio con agua, en una relación molar de 2:1. En las formas de presentación que se presentan como ejemplos, se utilizan alumoxanos, en los cuales, los sustituyentes R, son grupos etilo, isobutilo o 2-metilpentilo.
La solicitud de patente europea EP-A-575 875, se describen sistemas catalíticos homogéneos, para la polimerización de olefinas, que comprenden:
(A)
Un compuesto ciclopentadienilo, de la fórmula:
(C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x})R^{2}_{m}(C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y})_{n}MQ_{3-n}
en la cual, M es Ti, Zr o Hf; C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, son anillos de ciclopentadienilo, igualmente o distintitamente sustituidos y, dos o cuatro sutituyentes R^{1} del mismo grupo ciclopentadienilo, pueden formar uno o más anillos que tengan de 4 a 6 átomos de carbono; R^{2}, es un grupo puente, el cual une los dos anillos de ciclopentadienilo; los sustituyentes Q, son, de una forma preferible, átomos de cloro; m puede ser 0 ó 1; n, puede ser 0 ó 1, siendo 1, cuando m = 1; x, es un número entero, comprendido entre m+1 y 5; y es un número entero, comprendido entre m y 5;
\newpage
(B)
un compuesto organometálico de aluminio, de la fórmula:
AlR^{4}_{3-z}H_{z}
en donde, los sustituyentes R^{4}, son radicales alquilo, alquenilo o alquilarilo, que contienen de 1 a 10 átomos de carbono, que contienen opcionalmente átomos de Si o Ge, siendo por lo menos uno de los sustituyentes R^{4} diferentes de un grupo alquilo lineal; z es 0 ó 1; y
(C)
agua
La relación molar entre el compuesto organometálico de aluminio (B) y agua (C), se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de 1 : 1 a 100 : 1. En las formas de presentación que se presentan como ejemplos, únicamente se utilizan triisobutilaluminio y triisohexilaluminio, como los compuestos orgánicos de aluminio.
La solicitud internacional de patente WO 96/02580, describe sistemas catalíticos mejorados, que comprenden:
(A)
Un compuesto de ciclopentadienilo de fórmula:
(C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x})R^{2}_{m}(C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y})_{n}MQ_{3-n}
en la cual, M es Ti, Zr o Hf; C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, son anillos de ciclopentadienilo, sustituidos de la misma forma o de distinta forma; R^{1}, que pueden ser iguales o distintas, la una con respecto a la otra, son radicales de alquilo, alquenilo, arilo, alquilarilo o arilalquilo, que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, y que, opcionalmente, contienen átomos de Si o de Ge o grupos Si(CH_{3})_{3}, o dos o cuatro sustituyentes R^{1} de uno y del mismo grupo ciclopentadienilo, puede también formar uno o más anillos que tengan de 4 a 6 átomos de carbono; R^{2}, es un grupo puente, el cual une los dos anillos de ciclopentadienilo, y se selecciona de entre CR^{3}_{2}, C_{2}R^{3}_{4}, SiR^{3}_{2}, Si_{2}R^{3}_{4}, GeR^{3}_{2}, Ge^{2}R^{3}_{4}, CR^{3}_{2}SiCR^{3}_{2}, NR^{1} y PR^{1}, en donde, los sutituyentes R^{3}, iguales o distintos el uno con respecto al otro, son R^{1} o hidrógeno, o dos o cuatro sustituyentes R^{3}, pueden también formar uno o dos anillos que tengan de 3 a 6 átomos de carbono; los sustituyentes Q, iguales o diferentes el uno con respecto al otro, son halógeno, hidrógeno, R^{1}, OR^{1}, SR^{1}, NR^{1}_{2}, PR^{1}_{2}; m, puede ser 0 ó 1; n, puede ser 0 ó 1, siendo 1, si m = 1; x, es un número entero, que se encuentra comprendido entre unos márgenes que van de (m+1) a 5; e y es un número entero comprendido dentro de unos márgenes que van de m a 5;
(B)
un compuesto organometálico de aluminio, de la fórmula:
Al(CH_{2}-CR^{4}R^{5}R^{6})_{w}R^{7}_{y}H_{z}
en donde, en los grupos (CH_{2}CR^{4}R^{5}R^{6}), iguales o diferentes el uno con respecto el otro, R^{4}, es grupo aquilo, alquenilo o arilaquilo, que tiene de 1 a 10 átomos de carbono; R^{5}, es un alquilo, arilo, arilalquilo o alquilarilo, que tiene de 3 a 50 átomos de carbono, que es distinto de grupo alquilo o alquenilo, lineal y, opcionalmente, R^{4} y R^{5}, fusionados conjuntamente, pueden formar un anillo que tenga de 4 a 6 átomos de carbono; R^{6}, es hidrógeno o un grupo alquilo, alquenilo o arilalquilo, que tenga de 1 a 10 átomos de carbono; los sustiyentes R^{7}, iguales o diferentes el uno con respecto al otro, son radicales alquilo, alquenilo, arilo, arilalquilo, o alquilarilo, que contienen de 1 a 10 átomos de carbono, que contienen opcionalmente átomos de Si o de Ge; w, es 1, 2, ó 3; z es 0 ó 1; y = z, y
(C)
agua.
La relación molar entre el compuesto organometálico de aluminio (B) y agua (C), se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de 1 : 1 a 100 : 1. Los únicos compuestos organometálicos de aluminio dados a conocer, son aquéllos en donde, los grupos (CH_{2}-CR^{4}R^{5}R^{6}), son 2,4,4-trimetil-pentilo, 2-fenil-propilo u oligómeros de 1-buteno.
No obstante, los catalizadores descritos en las solicitudes de patente anteriormente citadas, arriba, ejercen actividades en la polimerización de olefinas, que no son completamente satisfactorias. Así, por lo tanto, el problema tratado mediante la presente invención, es el de mejorar las actividades de los conocidos catalizadores anteriormente discutidos, arriba.
Para solucionar este problema, se han encontrado, de una forma inesperada, nuevos catalizadores, que son de utilidad para la polimerización de olefinas, y que poseen una actividad considerablemente mejorada, comparada con los catalizadores conocidos.
Así, de esta forma, en concordancia con un primer objeto, la presente invención, proporciona un catalizador para la polimerización de olefinas, que comprende el producto obtenido procediendo a poner en contacto los siguientes componentes:
\newpage
(A)
Un compuesto de ciclopentadienilo de fórmula (I):
(I)(C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x})R^{2}_{m}(C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y})_{n}MQ_{3-n}
en la cual, M es Ti, Zr o Hf; C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, son anillos de ciclopentadienilo, sustituidos de la misma forma o de distinta forma; los sustituyentes R^{1}, que pueden ser iguales o distintos, el uno con respecto al otro, se seleccionan de entre el grupo consistente en los radicales correspondientes a los grupos alquilo C_{1}-C_{20}, cicloalquilo C_{3}-C_{20}, arilo C_{6}-C_{20}, alquilarilo C_{7}-C_{20}, o arilalquilo C_{7}-C_{20}, lineales o ramificados, saturados o insaturados que, opcionalmente, contienen átomos de Si o de Ge o grupos Si(CH_{3})_{3}, o dos o cuatro sustituyentes R^{1} del mismo grupo ciclopentadienilo, forman uno o dos anillos que tienen de 4 a 6 átomos de carbono; R^{2}, es un grupo puente, entre los dos anillos de ciclopentadienilo, y se selecciona de entre CR^{3}_{2}, C_{2}R^{3}_{4}, SiR^{3}_{2}, Si_{2}R^{3}_{4}, GeR^{3}_{2}, Ge_{2}R^{3}_{4}, CR^{3}_{2}SiCR^{3}_{2}, NR^{1} y PR^{1}, en donde, los sustituyentes R^{3}, iguales o distintos el uno con respecto al otro, son hidrógeno, o tienen el mismo significado que R^{1}, o dos o cuatro sustituyentes R^{3}, forman uno o dos anillos que tienen de 3 a 6 átomos de carbono; los sustituyentes Q, iguales o diferentes el uno con respecto al otro, se seleccionan de entre el grupo consistente en halógeno, hidrógeno, R^{1}, OR^{1}, SR^{1}, NR^{1}_{2}, y PR^{1}_{2}; m, es 0 ó 1; n, es 0 ó 1, siendo 1, si m = 1; x, es un número entero, que se encuentra comprendido entre unos márgenes que van de (m+1) a 5; e y es un número entero comprendido dentro de unos márgenes que van de m a 5;
(B)
un compuesto organometálico de aluminio, de la fórmula (II):
(II)Al(CH_{2}-CR^{4}R^{5}-CR^{6}R^{7}R^{8})_{w}R^{9}_{q}H_{z}
en donde, R^{4}, es un grupo alquilo C_{1}-C_{10} o arilalquilo C_{7}-C_{20}, lineal o ramificado, saturado o insaturado; R^{5}, es hidrógeno o un grupo alquilo C_{1}-C_{10} o arilalquilo C_{7}-C_{10}, lineal o ramificado, saturado o insaturado; R^{6} y R^{7}, iguales o diferentes la una con respecto a la otra, son grupos alquilo C_{1}-C_{10}, arilo C_{6}-C_{10}, arilalquilo- o alquilarilo C_{7}-C_{10}, lineales o ramificados, saturados o insaturados; los sustituyentes R^{4} y R^{6} y/o R^{6} y R^{7}, forman opcionalmente uno o más anillos, que tienen de 3 a 6 átomos de carbono; R^{8}, es hidrógeno o un grupo alquilo C_{1}-C_{10}, arilo C_{6}-C_{10}, arilalquilo C_{7}-C_{10}, o alquilarilo C_{7}-C_{10}, lineal o ramificado, saturado o insaturado; R^{9}, es un grupo alquilo C_{1}-C_{10} o arilalquilo C_{7}-C_{10}, lineal o ramificado, saturado o insaturado, encontrándose opcionalmente reemplazado, un átomo de carbono en la fórmula (II), por un átomo de Si o de Ge; w es 1, 2 ó 3; z es 0 ó 1; q = 3-w-z; y
(C)
agua.
La relación molar entre el compuesto organometálico de aluminio (B) y agua (C), se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van de 1 : 1 a 100 : 1 y, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van de 1 : 50 a 50 : 1. Un valor apropiado para la relación molar Al/H_{2}O, es 2.
La relación molar entre el compuesto organometálico de aluminio (B) y el compuesto de ciclopentadienilo (A), calculado como la relación molar Al/M, se encuentra comprendida, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van de 50 a 50000 y, de una forma más preferible, entre unos márgenes que van de 500 a 5000.
En los compuestos de ciclopentadienilo de la fórmula (I), el metal M, es preferiblemente zirconio.
Cuando en la fórmula (I), m = 0, C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, son, preferiblemente, pentametilciclopentadienilo, indenilo o 4,5,6,7-tetrahidroindenilo; los sustituyentes Q, son de una forma preferible átomos de cloro o átomos de hidrocarbilo C_{1}-C_{7} y, de una forma más preferible, son grupos metilo.
Son ejemplos no limitativos de compuestos de ciclopentadienilo de fórmula (I), en donde, m = 0, los siguientes:
(Me_{3}Cp)_{2}MCl_{2} (Me_{4}Cp)_{2}MCl_{2} (Me_{5}Cp)_{2}MCl_{2}
(Me_{5}Cp)_{2}MMe_{2} (Me_{5}Cp)_{2}M(OMe)_{2} (Me_{5}Cp)_{2}M(C_{6}H_{5})_{2}
(Me_{5}Cp)_{2}M(CH_{3})Cl (EtMe_{4}Cp)_{2}MCl_{2} [(C_{6}H_{5})Me_{4}Cp]_{2}MCl_{2}
(Et_{5}Cp)_{2}MCl_{2} (Me_{5}CP)_{2}M(C_{6}H_{5})Cl (Ind)_{2}MCl_{2}
(Ind)_{2}MMe_{2} (H_{4}Ind)_{2}MCl_{2} (H_{4}Ind)_{2}MMe_{2}
[(Si(CH_{3})_{3}Cp]_{2}MCl_{2} {[(Si(CH_{3})_{3}]_{2}Cp}_{2}MCl_{2} (Me_{4}Cp)(Me_{5}Cp)MCl_{2}
(Me_{5}Cp)MCl_{3} (Me_{5}Cp)MBenz_{3} (Ind)MBenz_{3}
(H_{4}Ind)MBenz_{3}
en donde, Me = metilo, Et = etilo, Cp = ciclopentadienilo,
Ind = indenilo, H_{4}Ind = 4,5,6,7-tetrahidroindenilo,
Benz = bencilo; M es preferiblemente Zr.
Cuando, en la fórmula (I), m = 1, C_{5}R'_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R'_{y-m}H_{5-y}, son, preferiblemente, grupos tetrametil-ciclopentadienilo, indenilo, 4,5,6,7-tetrahidroindenilo, 2-metil-4,5,6,7-tetrahidroindenilo, 4,7-dimetil-4,5,6,7-tetrahidroindenilo, 2,4,7-trimetil-4,5,6,7-tetrahidroindenilo o fluorenilo, R^{2}, es, de una forma preferible, (CH_{3})_{2}Si< o -CH_{2}CH_{2}-; los sustituyentes Q, son, de una forma preferible, cloro o grupos hidrocarbilo C_{1}-C_{7} y, de una forma más preferible, grupos metilo.
Son ejemplos no limitativos de compuestos de ciclopentadienilo, de la fórmula (I), en donde, m = 1, son los siguientes:
Me_{2}Si(Me_{4}Cp)_{2}MCl_{2} Me_{2}Si(Me_{4}Cp)_{2}MMe_{2} Me_{2}C(Me_{4}Cp)(MeCp)MCl_{2}
Me_{2}Si(Ind)_{2}MCl_{2} Me_{2}Si(Ind)_{2}MMe_{2} Me_{2}Si(Me_{4}Cp)_{2}MCl(OEt)
C_{2}H_{4}(Ind)_{2}MCl_{2} C_{2}H_{4}(Ind)_{2}MMe_{2} C_{2}H_{4}(Ind)_{2}M(Nme_{2})_{2}
C _{2}H_{4}(H_{4}Ind)_{2}MCl_{2} C_{2}H_{4}(H_{4}Ind)_{2}MMe_{2} C_{2}H_{4}(H_{4}Ind)_{2}M(NMe_{2})OMe
Ph(Me)Si(Ind)_{2}MCl_{2} Ph_{2}Si(Ind)_{2}MCl_{2} Me_{2}C(Flu)(Cp)MCl_{2}
C_{2}H_{4}(Me_{4}Cp)_{2}MCl_{2} C_{2}Me_{4}(Ind)_{2}MCl_{2} Me_{2}SiCH_{2}(Ind)_{2}MCl_{2}
C_{2}H_{4}(2-MeInd)_{2}MCl_{2} C_{2}H_{4}(3-MeInd)_{2}MCl_{2} C_{2}H_{4}(4,7-Me_{2}Ind)_{2}MCl_{2}
C_{2}H_{4}(5,6-Me_{2}Ind)_{2}MCl_{2} C_{2}H_{4}(2-MeH_{4}Ind)_{2}MCl_{2} C_{2}H_{4}(2,4,7-Me_{3}H_{4}Ind)_{2}MCl_{2}
C_{2}H_{4}(4,7-Me_{2}H_{4}Ind)_{2}MCl_{2} C_{2}H_{4}(2,4,7-Me_{3}Ind)_{2}MCl_{2}
C_{2}H_{4}(2-Me-Benz[e]Ind)_{2}MCl_{2} C_{2}H_{4}(Benz[e]Ind)_{2}MCl_{2}
Me_{2}Si(2-MeInd)_{2}MCl_{2} Me_{2}Si(4,7-Me_{2}Ind)_{2}MCl_{2}
Me_{2}Si(5,6-Me_{2}Ind)_{2}MCl_{2} Me_{2}Si(2,4,7-Me_{3}Ind)_{2}MCl_{2}
Me_{2}Si(2-MeH_{4}Ind)_{2}MCl_{2} Me_{2}Si(4,7-Me_{2}H_{4}Ind)_{2}MCl_{2}
Me_{2}Si(2,4,7-Me_{3}H_{4}Ind)_{2}MCl_{2} Me_{2}Si(Benz[e]Ind)_{2}MCl_{2}
Me_{2}Si(2-Me-Benz[e]Ind)_{2}MCl_{2}
en donde, Me = metilo, Cp = ciclopentadienilo,
Ind = indenilo, Flu = fluorenilo, Ph = fenilo, H_{4}Ind = 4,5,6,7-tetrahidroindenilo; M, es preferiblemente Zr.
En los compuestos orgamometálicos de aluminio de fórmula (II), R^{4}, es preferiblemente un grupo alquilo C_{1}-C_{5}, de una forma más preferible, un grupo alquilo C_{1}-C_{3} y, de una forma todavía más preferible, un grupo metilo o etilo; R^{5}, es preferible hidrógeno; R^{6} y R^{7}, son preferiblemente grupos alquilo C_{1}-C_{5}, de una forma más preferible grupos alquilo C_{1}-C_{3}; R^{8}, es preferiblemente hidrógeno o un grupo alquilo C_{1}-C_{5}, de una forma más preferible, un grupo alquilo C_{1}-C_{3}; w, es preferiblemente 2 ó 3, de una forma más preferible, 3; cuando q es diferente de 0, R^{9}, es preferiblemente un grupo alquilo C_{1}-C_{5}, de una forma más preferible, un grupo alquilo ramificado, de una forma todavía más preferible, isobutilo. En concordancia con la presente invención, el componente (B), puede comprender, de una forma apropiada, una mezcla de dos o más compuestos organometálicos de aluminio de la fórmula (II). Además de ello, el componente (B), puede utilizarse en combinación con otros compuestos organometálicos de aluminio, distintos que aquéllos de la fórmula (II), o en mezcla con otros cocatalizadores compatibles conocidos en el estado actual del arte correspondiente a esta técnica especializada.
En los compuestos organometálicos de la fórmula (II), z es 0 ó 1. Según se sabe, en concordancia con el estado actual de este arte de la técnica especializada, los trislaquilos de aluminio, pueden contener pequeñas cantidades de hidruro de bisalquil-aluminio; el contenido de hidruro, puede cambiar ligeramente durante prolongados períodos de tiempo de almacenaje, y en dependencia de la temperatura de almacenaje. Así, por lo tanto, en concordancia con una forma de presentación preferida de la presente invención, el componente (B), es una mezcla de los compuestos organometálicos de aluminio de la fórmula (II), en donde z = 0 y z = 1, de tal forma que, la relación molar entre los átomos de hidrógeno directamente enlazados al aluminio y átomos de aluminio (a saber, la totalidad del valor z), sea inferior a 0,8 y, de una forma incluso más preferible, ésta se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van de 0,05 a 2. Las mezclas de compuestos organometálicos de aluminio que tengan los citados valores totales de z, pueden prepararse mediante procedimientos que son ya conocidos en el estado actual de este arte especializado de la técnica, por ejemplo, procediendo a mezclar el correspondiente trisalquilaluminio e hidruro de bisalquilaluminio en relaciones molares apropiadas.
Son ejemplos no limitativos de compuestos organometálicos de aluminio (B) de la fórmula (II), en concordancia con la presente invención, los siguientes:
Tris(2,3,3-trimetil-butil)aluminio, tris(2,3-dimetil-hexil)-aluminio, tris(2,3-dimetil-butil)aluminio, tris(2,3-dimetil-pentil)aluminio, tris(2,3-dimetil-heptil)aluminio, tris(2-metil-3-etil-pentil)aluminio, tris(2-metil-3-etil-hexil)aluminio, tris(2-metil-3-etil-heptil)aluminio, tris(2-metil-3-propil-hexil)aluminio, tris(2-etil-3-metil-butil)aluminio, tris(2-metil-3-metil-pentil)aluminio, tris(2,3-dietil-pentil)aluminio, tris(2-propil-3-metil-butil)aluminio, tris(2-isopropil-3-metil-butil)aluminio, tris(3-isobutil-3-metil)aluminio, tris(2,3,3-trimetil-pentil)aluminio, tris(2,3,3-trimetil-hexil)aluminio, tris(2-etil-3,3-dimetil-butil)aluminio, tris(2-etil-3,3-dimetil-pentil)aluminio, tris(2-isopropil-3,3-dimetil-butil)aluminio, tris(2-trimetilsilil-propil)aluminio, tris(2-metil-3-fenil-butil)aluminio, tris(2-etil-3-fenil-butil)aluminio, tris(2,3-dimetil-3-fenil-butil)aluminio, tris(1-meten-9-il)aluminio, así como también los correspondientes compuestos, en donde, uno de los grupos hidrocarbilos,se encuentra reemplazado por un átomo de hidrógeno, y aquéllos, en donde, uno o más de los grupos hidrocarbilo, se encuentran reemplazados por un grupo isobutilo. Son compuestos particularmente preferidos, el tris(2,3,3-trimetil-butil)aluminio y el tris(2,3-dimetil-butil)aluminio.
Los componentes de los catalizadores de la presente invención, pueden ponerse en contacto de diferentes formas. Es posible, por ejemplo, el poner en contacto el primer compuesto de aluminio (B) con agua (C) y, a continuación, el poner el producto de reacción de esta forma obtenido, en contacto con el compuesto de ciclopentadienilo (A).
Así, por lo tanto, una forma de presentación preferida de la presente invención, es un catalizador de polimerización de olefinas, que comprende el producto obtenido procediendo a poner en contacto los siguientes componentes:
(A)
un compuesto de ciclopentadienilo de fórmula (I):
(I)(C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x})R^{2}_{m}(C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y})_{n}MQ_{3-n}
en la cual, M, C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, R^{2}, Q, m y n, tiene los mismos significados que los que se han reportado anteriormente,
y
(B')
el producto de reacción entre agua y un compuesto organometálico de aluminio, de la fórmula (II):
(II)Al(CH_{2}-CR^{4}R^{5}-CR^{6}R^{7}R^{8})_{w}R^{9}_{q}H_{z}
en donde, R^{4}, R^{5}, R^{6}, R^{7}, R^{8}, R^{9}, w, z y q, tienen los mismos significados que los que se han reportado anteriormente, arriba.
La relación molar entre el citado compuesto organometálico de aluminio y la citada agua, se encuentra comprendida, dentro de unos márgenes que van de 1 : 1 a 100 : 1, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van de 1 : 1 a 50 : 1; de una forma todavía más preferible, el valor de la relación molar Al/H_{2}O, es 2. La expresión "producto de reacción", significa el producto obtenido procediendo a poner en contacto los mencionados componentes.
La relación molar entre el citado compuesto organometálico de aluminio y el citado compuesto de ciclopentadienilo, expresado como el cociente o relación molar Al/M, se encuentra comprendido, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van de 50 a 50000 y, de una forma más preferible, entre unos márgenes que van de 500 a 5000.
Los componentes de los catalizadores de la presente invención, pueden ponerse en contacto mediante otros procedimientos conocidos en el estado actual del arte de esta técnica especializada, tal como el poner primeramente en contacto el citado compuesto organometálico de aluminio con el citado compuesto de ciclopentadienilo y, después, con agua.
En concordancia con una forma de presentación de la presente invención, el agua, puede añadirse gradualmente, a dicho compuesto organometálico de aluminio en solución, en un disolvente hidrocarburo inerte, alifático o aromático, tal como heptano o tolueno. A continuación de ello, la solución de esta forma obtenida, se pone en contacto con una solución del citado compuesto de ciclopentadienilo, en un disolvente apropiado, tal como tolueno.
En concordancia con otra forma de presentación de la presente invención, el agua, puede introducirse en el monómero o en uno de los monómeros a polimerizarse. En este caso, el citado compuesto organometálico de aluminio, y el citado compuesto de ciclopentadienilo, se ponen en contacto antes utilizarse en la polimerización.
En concordancia con otra forma de presentación de la invención, el agua, puede hacerse reaccionar en una forma combinada, como una sal hidratada, o ésta puede adsorberse o absorberse en un soporte inerte, tal como la sílice.
En concordancia con otra forma de presentación adicional de la presente invención, el citado compuesto organometálico de aluminio, puede dejarse reaccionar con anhídrido bórico o con ácido bórico.
Los catalizadores de la presente invención, pueden utilizar en soportes inertes. Esto, se logra procediendo a depositar el citado compuesto de ciclopentadienilo, o el producto de reacción de éste, con el compuesto de aluminio puesto previamente en reacción con agua, o el citado compuesto organometálico de aluminio, puesto previamente en reacción con agua y, a continuación, el citado compuesto de ciclopentadienilo, en soportes inertes, tales como sílice, alúmina, copolímeros de estireno/divinilbenceno, polietileno o polipropileno. Los compuestos sólidos de esta forma obtenidos, conjuntamente con la adición adicional del citado compuesto organometálico de aluminio, bien ya sea tal cual, o bien ya sea pre-reaccionado con agua, puede utilizarse de una forma apropiada, en polimerizaciones en fase de gas.
Los catalizadores de la presente invención, pueden utilizarse en las reacciones de polimerización de olefinas.
Así, por lo tanto, en concordancia con objetivo adicional de la presente invención, ésta proporciona un procedimiento de polimerización de una olefina en presencia de una catalizador tal y como se describe anteriormente, más arriba. Las olefinas que pueden polimerizarse con el procedimiento de la presente invención, son, por ejemplo,
\alpha-olefinas de la fórmula CH_{2}=CHR, en donde, R, es hidrógeno, o un radical alquilo C_{1}-C_{20}.
Los catalizadores en concordancia con la presente invención, pueden utilizarse, de una forma conveniente, en la preparación de etileno, de una forma particular, en la preparación de HDPE, y en la copolimerización de etileno, de una forma particular, para la preparación de LLDPE. Los copolímeros de LLDPE que pueden prepararse, tienen un contenido en unidades de etileno, que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de un 80 a un 99% molar; su densidad, se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van de 0,87 a 0,95 g/cm^{3}, y éstos se caracterizan por una distribución uniforme de las unidades de \alpha-olefina, a lo largo de la cadena polimérica.
Son comonómeros copolímeros de etileno, apropiados, las \alpha-olefinas de fórmula CH_{2}-CHR, en donde, R, es un radical de alquilo C_{1}-C_{20}, lineal, ramificado o cíclico, y cicloolefinas. Son ejemplos de tales tipos de olefinas, el propileno, 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, alil-ciclohexano, ciclopenteno, ciclohexeno, norborneno y 4,6-dimetil-1-hepteno. Las unidades de CH_{2}=CHR o de cicloolefinas, se encuentran presentes, de una forma preferible, en los copolímeros finales, en una cantidad que se encuentra situada dentro de unos márgenes que van del 1 al 20% molar.
Son comonómeros apropiados, en los citados copolímeros de etileno, los polienos, de una forma particular, los dienos lineales o cíclicos, conjugados o no conjugados, tales como el 1,4-hexadieno, el isopreno, el 1,3-butadieno, el 1,5-hexadieno y el 1,6-heptadieno.
Los catalizadores de la presente invención, pueden utilizarse, de una forma apropiada, en la homopolimerización de propileno, de una forma particular, para la producción de polipropileno isotáctico.
Además, los catalizadores de la presente invención, pueden utilizarse, de una forma apropiada, en la preparación de copolímeros elastoméricos de etileno con \alpha-olefinas de la fórmula CH_{2}-CHR, en donde, R, es un radical alquilo C_{1}-C_{10}, conteniendo, los citados copolímeros, de una forma opcional, proporciones menores de unidades derivadas de polienos.
Los copolímeros elastoméricos saturados susceptibles de poderse obtener con los catalizadores de la presente invención, contienen de un 15 a un 85% molar de unidades de etileno, consistiendo, el complemento hasta el 100%, en unidades de una o más \alpha-olefinas y/o diolefinas no conjugadas, capaces de ciclopolimerizar. Los copolímeros elastoméricos insaturados, pueden también contener, adicionalmente a las unidades de etileno y \alpha-olefina, proporciones menores de unidades de polieno insaturadas; el contenido de unidades insaturadas, pueden variar dentro de unos márgenes que van del 0,1 al 5% molar y, de una forma preferible, se encuentra comprendido entre el 0,2 y el 2% molar.
Los copolímeros elastoméricos obtenibles con los catalizadores de la invención, se encuentran dotados con propiedades valuables, tales como un reducido contenido en cenizas y una distribución homogénea de los comonómeros, a lo largo de la cadena polimérica.
Las \alpha-olefinas que pueden utilizarse como comonómeros en los citados copolímeros, son el propileno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno y 1-octeno.
Los polienos que se pueden utilizarse en los citados copolímeros elastoméricos, comprenden:
polietilenos aptos para proporcionar unidades insaturadas, tales como
- dienos lineales, no conjugados, tales como 1,4-hexadieno trans, 1,4-hexadieno cis, 6-metil-1,5-heptadieno, 3,7-dimetil-1,6-octadieno, 11-metil-1,10-dodecadieno;
- diolefinas monocíclicas tales como, por ejemplo, cis-1,5-ciclooctadieno y 5-metil-1,5-ciclooctadieno;
- diolefinas bicíclicas tales como, por ejemplo, 4,5,8,9-tetrahidroindeno y 6 y/o 7-metil-4,5,8,9-tetrahidroindeno;
- alquenil- o alquiliden-normordenos, tales como, por ejemplo, 5-etiliden-2-norborneno, 5-isopropiliden-2-norborneno, exo-5-isopropenil-2-norborneno, 5-vinil-2-norborneno;
- diolefinas policíclicas, tales como, por ejemplo, diciclopentadieno, triciclo-[6.2.1.0^{2\text{.}7}]4,9-undecadieno y el derivado 4-metil de éste;
- diolefinas no conjugadas aptas para ciclopolimerizar, tales como 1,5-hexadieno, 1,6-heptadieno, 2-metil-1,5-hexadieno, dienos conjugados, tales como butadieno, 1,3-pentadieno e isopreno.
En concordancia con una forma adicional de presentación, los catalizadores en concordancia con la presente invención, se utilizan en la preparación de polímeros de cicloolefinas. Los monómeros de olefinas monocíclicas y policíclicas pueden encontrarse, o bien homopolimerizados o bien copolimerizados, también con monómeros de olefinas, lineales. En las solicitudes de patentes europeas EP 0 501 370 y EP 0 407 870, se describen ejemplos no limitativos de polímeros de cicloolefinas los cuales pueden preparase con los catalizadores de la presente invención.
Los procedimientos de polimerización de la presente invención, pueden llevarse a cabo en fase líquida, opcionalmente, en presencia de un disolvente hidrocarburo, inerte, o en fase de gas. Tal tipo de disolvente hidrocarburo, puede ser, o bien ya sea aromático (tal como tolueno), o bien ya sea alifático (tal como propano, hexano, heptano, isobutano, ciclohexano y 2,2,4-trimetilpentano).
La temperatura de polimerización, preferiblemente, se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van de 0ºC a 250ºC; en la preparación de HDPE y LLDPE, ésta se encuentra comprendida, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van de 20ºC a 150ºC y, de una forma más particular, entre 40ºC y 90ºC; en la preparación de copolímeros elastoméricos, ésta se encuentra comprendida, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van de 0ºC a 200ºC y, de una forma más preferible, entre 20ºC y 100ºC.
El peso molecular de los (co)polímeros, puede variarse, simplemente variando la temperatura de polimerización, el tipo de concentración y el componente catalizador, o utilizando reguladores del peso molecular, tal como hidrógeno.
La distribución del peso molecular, puede variarse procediendo a utilizar mezclas de diferentes compuestos de ciclopentadienilo, o llevando a cabo la polimerización en varias etapas, las cuales difieren en la temperatura de polimerización y/o las concentraciones del regulador del peso molecular.
El rendimiento productivo de la polimerización, depende de la pureza de los componentes de ciclopentadienilo (A) en el catalizador. Así, por lo tanto, el citado componente de ciclopentadienilo, puede utilizarse como tal o puede someterse a tratamientos de purificación antes de su uso.
Se obtienen resultados particularmente interesantes, cuando los componentes del catalizador de la invención, se ponen en contacto entre ellos, antes de la polimerización. El tiempo de contacto, se encuentra comprendido, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van de 1 a 60 minutos, de una forma más preferible, entre 4 y 20 minutos. Las concentraciones de la puesta previa en contacto para los compuestos de ciclopentadienilo, se encuentran comprendidas dentro de unos márgenes situados entre 10^{-2} y 10^{-8} mol/l, mientras que, para el producto de la reacción entre el compuesto organometálico de aluminio y agua, éstas se encuentran comprendidas entre 10 y 10^{-3} mol/l. La puesta previa en contacto, se lleva a cabo, de una forma preferible, en presencia de un disolvente hidrocarburo y, opcionalmente, de pequeñas cantidades de monómero.
Con la excepción de tris(2,3,3-trimetil-butil)aluminio, tris(2,3-dimetil-butil)aluminio y tris(1-menten-9-il)aluminio, los cuales se encuentran descritos en Chim. Ind. (Milan) (1976), 58 (12), páginas 876-7, y Liebigs Ann. Chem. Vol.629, páginas 14-19, respectivamente, los compuestos organometálicos de aluminio de fórmula (II), tal y como se ha reportado anteriormente, más arriba, son nuevos en el estado actual de este arte especializado de la técnica. Así, por lo tanto, un objetivo adicional de la presente invención, es un compuesto organometálico de aluminio de fórmula (II):
(II)Al(CH_{2}-CR^{4}R^{5}-CR^{6}R^{7}R^{8})_{w}R^{9}_{q}H_{z}
en donde, R^{4}-R^{9}, q, w y z, tienen el significado reportado anteriormente, arriba, con la exclusión de tris(2,3,3-trimetil-butil)aluminio, tris(2,3-dimetil-butil)aluminio y tris(1-menten-9-il)aluminio.
R^{4}, es preferiblemente metilo y R^{5}, es preferiblemente hidrógeno y, en concordancia con una forma particular de presentación de los compuestos organometálicos de aluminio de la invención, R^{6}, tiene por lo menos dos átomos de carbono. La variable w, es preferiblemente 2 ó 3.
Es otro objetivo de la presente invención, un procedimiento para la preparación de compuestos de fórmula (II), tal y como se reporta anteriormente, arriba, en donde, w, es aproximadamente 3 y, R^{5}, es hidrógeno, comprendiendo, el citado procedimiento, el hacer reaccionar:
(a) un alqueno de fórmula CH_{2}=CR^{4}-CR^{6}R^{7}R^{8}, en donde, R^{4}, R^{6}, R^{7} y R^{8}, tienen los significados reportados anteriormente, arriba, y
(b) un compuesto de aluminio de la fórmula AlR^{10}_{3}, en donde, los sustituyentes R^{10}, iguales o diferentes el uno con respecto al otro, son hidrógeno o radicales de alquilo que contienen un sustituyente \beta-hidrógeno, que tiene un número de átomos de carbono inferior que los del alqueno (a).
R^{10}, es preferiblemente hidrógeno o un alquilo C_{2}-C_{4}; son compuestos (b) particularmente preferidos, hidruro de trisobutilaluminio y de diisobutilaluminio.
El compuesto (a), debe encontrarse presente en una relación molar por lo menos tres veces mayor que la del compuesto (b). La reacción, puede llevarse a cabo, de una forma preferible, en un disolvente hidrocarburo, tal como tolueno o p-xileno, o para algunas olefinas superiores, en ausencia de disolventes añadidos; la temperatura, se encuentra preferiblemente comprendida dentro de unos márgenes que van de 100ºC a 140ºC, en dependencia del disolvente y los reactivos empleados.
Los compuestos de fórmula (II) de esta forma obtenidos, contienen reducidas cantidades del correspondiente hidruro de dialquilaluminio, debido a la beta-eliminación a altas temperaturas; de hecho, el contenido de hidruro, a parte de depender de la naturaleza de los grupos alquilo, incrementa con la temperatura de termólisis. Así, por lo tanto, para obtener compuestos de trialquilaluminio exentos de hidruros, la eliminación del disolvente y el exceso de olefina, se lleva a cabo con cuidado, a temperaturas que se encuentran comprendidas, de una forma preferible, por debajo de un nivel de 50ºC.
Los ejemplos que se facilitan a continuación, se proporcionan a título de ejemplos ilustrativos y no limitativos.
Síntesis de los componentes catalíticos
Los componentes de los catalizadores, se prepararon de la forma que sigue:
Compuestos de ciclopentadienilo rac-Et(1-Ind)_{2}ZrCl_{2} (r-EBIZrCl_{2})
Éste se preparó en concordancia con el procedimiento descrito en la patente europea EP 575 875.
rac-Me_{2}Si(1-Ind)_{2}ZrCl_{2}
Se utilizó el producto comercialmente obtenible en el mercado, de procedencia de la firma Witco. La espectroscopía ^{1}H NMR, mostró el que la pureza isomérica era >95% rac.
Compuestos de organoaluminio Procedimientos generales
Todas las reacciones, se llevan a cabo bajo atmósfera de nitrógeno, en la caja o cabina de manipulación con guantes, o bajo condiciones de Schlenk, utilizando artículos de vidrio secados en horno. El disolvente tolueno, se secó procediendo a someter a reflujo, en Na/benzofenona y el disolvente de xileno (grado anhidro de Aldrich), se secó en tamices moleculares de 4 \ring{A}. Todos los alquenos, se secaron en tamices moleculares de 4 \ring{A}, antes de su uso.
Tris(2,3-dimetil-hexil)aluminio (TDMHA)
En una caja o cabina de manipulación mediante guantes, se procedió a disolver CH_{2}=C(Me)CHMeCH_{2}CH_{2}Me (96,3 g, 0,860 mol; "98%", ex-Wiley), en tolueno, en un matraz de tres bocas de 500 ml de capacida útil. Se procedió, a continuación, a añadir HAL{CH_{2}CHMe_{2}}_{2}(HDIBA, 35,0 ml, 0,139 mol, ex-Witco), a la solución agitada en régimen de alta agitación, a temperatura ambiente, en un transcurso de tiempo de 10 minutos, con la ayuda de una jeringa. El matraz de reacción, tapado, se retiró de la cabina de manipulación mediante guantes, y se aplicó un condensador de reflujo y una línea de nitrógeno a la campana de humos. El producto isobuteno, se recogió, utilizando un recipiente o vaso de recolección, graduado, sumergido en un baño de acetona/hielo seco, a una temperatura de -78ºC. La mezcla de reacción, se calentó durante un transcurso de tiempo de 15 minutos, a una temperatura de 112,3ºC. La reacción, se dejó que permaneciera en reflujo, durante un transcurso de tiempo de 20 horas (temperatura final de reflujo, 117,2ºC), proporcionando aproximadamente un 100% de rendimiento teórico máximo productivo de isobuteno (aproximadamente 2,0 equivalentes/Al). La olefina y disolventes restantes, se eliminaron "in vacuo" (80ºC, 0,05 mbar, 90 minutos), utilizando un baño de hielo seco/acetona, para proporcionar 51,7 g (99% del rendimiento productivo, basado en HDIBA) de tris(2,3-dimetil-hexil)aluminio (TDMHA). El aceite incoloro, según se mostró mediante espectroscopía NMR, resultó ser una mezcla limpia de dos especies (diastereoméricas), que mostraba niveles contaminantes negligibles de AlH o AIOR.
Tris(2,3,3-trimetil-butil)aluminio (TTMBA)
En la cabina de manipulación mediante guantes, se procedió a disolver CH_{2}=C(Me)(CMe_{3})(81,5 g, 0,831 mol; "99%", ex-Wiley), en p-xileno (aprox. 145 ml), en un matraz de tres bocas de 500 ml de capacida útil. Se procedió, a continuación, a añadir Al{CH_{2}CHMe_{2}}_{3}(TIBA, 35,0 ml, 0,139 mol, ex-Witco), a la solución agitada en régimen de alta velocidad, a temperatura ambiente, en un transcurso de tiempo de 10 minutos, con la ayuda de una jeringa. El matraz de reacción, tapado, se retiró de la cabina de manipulación mediante guantes, y se aplicó un condensador de reflujo y una línea de nitrógeno a la campana de humos. El producto isobuteno, se recogió, utilizando un recipiente o vaso de recolección, graduado, sumergido en un baño de acetona/hielo seco, a una temperatura de -78ºC. La mezcla de reacción, se calentó durante un transcurso de tiempo de 35 minutos, a una temperatura interna de 105,6ºC). La reacción, se dejó que permaneciera en reflujo, durante un transcurso de tiempo de 20 horas (temperatura final de reflujo, 121,2ºC), proporcionando aproximadamente un 95% de rendimiento productivo de isobuteno (aproximadamente 2,9 equivalentes/Al). A pesar del bajo punto de ebullición del CH_{2}=C(Me)(CMe_{3}), únicamente se recogió una cantidad negligible de esta olefina, en la trampa fría. La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (80ºC, 0,05 mbar, 90 minutos), utilizando un baño de hielo seco/acetona, para proporcionar 43,0 g (95,5% de rendimiento productivo, basado en TIBA) de tris(2,3,3-trimetil-butil)aluminio (TTMBA). El aceite incoloro, según se mostró mediante espectroscopía NMR, resultó ser una especie individual limpia, no mostrando signos de resonancias de AlH o AIOR.
Tris(2,3-dimetil-butil)aluminio (TDMBA)
Se procedió a preparar el TDMBA, de una forma análoga al TTMBA, a partir de la reacción de CH_{2}=CHMeCHMe_{2}(42,6 g, 0,507 mol, 99% ex-Wiley) con TIBA (21,4 ml, 0,085 mol, ex-Witco), en xileno seco (90 ml; mezcla de isómeros), en un matraz de tres bocas de 500 ml de capacidad útil. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 20 horas (márgenes de la temperatura de reflujo: 85-109ºC), proporcionando 30 ml de material volátil, en la trampa de hielo seco, consistente en aproximadamente 8 ml de CH_{2}=CHMeCHMe_{2}, y aproximadamente 22 ml de isobuteno (aproximadamente un 100% de la cantidad teórica). La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo", (60ºC, 0,76 mbar, 90 minutos) utilizando una trampa de hielo/acetona, para proporcionar 23,4 g (97% de rendimiento productivo, basado en TIBA) de tris(2,3-dimetil-butil)aluminio (TDMBA). El aceite incoloro, según se mostró mediante espectroscopía ^{1}H y ^{13}CNMR, resultó ser TDMBA claro, contaminado con un 4% (base molar), de Al(CH_{2}CHMe_{2})(CH_{2}CHMeCH_{2}Me_{2})_{2}, no se observaron resonancias debidas a fragmentos de AIH o AIOR.
Tris(2,3-dimetil-pentil)aluminio (TDMPA)
Se procedió a preparar el TDMPA, de una forma análoga al TTMBA, a partir de la reacción de CH_{2}=CHMeCHMe
CH_{2}Me(50,0 g, 0,510 mol, "99%", ex-Wiley), con TIBA (21,4 ml, 0,085 mol, ex-Witco), en m-xileno seco (105 ml), en un matraz de tres bocas de 500 ml de capacidad útil. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 16 horas (márgenes de la temperatura de reflujo: 105-120ºC), proporcionando 25 ml de material volátil, en la trampa de hielo seco, consistente en aproximadamente 3 ml de CH_{2}=CHMeCHMeCH_{2}Me, y aproximadamente 22 ml de isobuteno (aproximadamente un 100 de la cantidad teórica). La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (60ºC, 0,7 mbar, 60 minutos), utilizando una trampa de hielo/acetona, para proporcionar 25,9 g (95% de rendimiento productivo, basado en TIBA) de tris(2,3-dimetil-pentil)aluminio (TDMPA). El aceite incoloro, según se mostró mediante espectroscopía ^{1}H y ^{13}CNMR, resultó ser una mezcla diastereomérica limpia 1:1. No se observó ninguna resonancia debida a fragmentos de AlH o AIOR.
Tris(2-metil-3-etil-pentil)aluminio (TMEPA)
Se procedió a preparar el TMEPA, de una forma análoga al TTMBA, a partir de la reacción de CH_{2}=CHMeCHEt_{2} (63,2 g, 0,564 mol, "99%", ex-Wiley, que contenían aproximadamente un 3% de Me_{2}C=Cet_{2}) con TIBA (24,0 ml, 0,095 mol, ex Witco), en xileno seco (98 ml; mezcla de isómeros), en un matraz de tres bocas de 500 ml de capacidad útil. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 21 horas (márgenes de la temperatura de reflujo: 113-128ºC), proporcionando aproximadamente un 100% de la cantidad teórica de isobuteno en la trampa de hielo seco. La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (60ºC, 0,3 mbar, 90 minutos), utilizando una baño de hielo seco/acetona, para proporcionar 32,0 g (91% de rendimiento productivo basado en en
TIBA), de tris(2-metil-3-etil-pentil)aluminio (TMEPA). El aceite incoloro, según se mostró mediante espectroscopía ^{1}H y ^{13}CNMR, resultó consistir primariamente en TMPA, que contenía trazas de contaminantes no identificados (especies AlH ó AIOR).
Tris(2-etil-3-metil-butil)aluminio (TEMBA)
Se procedió a preparar el TEMBA, de una forma análoga al TTMBA, a partir de la reacción de CH_{2}=Cet(CHMe_{2}) (38,0 g, 0,388 mol, "93%", ex-Wiley) con TIBA (16,0 ml, 0,063 mol, ex Witco) en xileno seco (80 ml, mezcla de isómeros), en un matraz de tres bocas de 250 ml de capacidad útil. Al mezclar los reactivos, se observó un color amarillo transitorio. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 18 horas (márgenes de la temperatura de reflujo: 112-125ºC), proporcionando aproximadamente un 100% de la cantidad teórica de isobuteno en la trampa de hielo seco. La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (90ºC, 0,6 mbar, 90 minutos), utilizando una baño de hielo seco/acetona, para proporcionar 20,2 g (90% de rendimiento productivo basado en en TIBA), de tris(2-etil-3-metil-butil)aluminio (TEMBA). El aceite incoloro, según se mostró mediante espectroscopía ^{1}H y ^{13}CNMR, resultó que contenía trazas de especies de AIH.
Tris(2-etil-3-metil-pentil)aluminio (TEMPA)
Se procedió a preparar el TEMPA, de una forma análoga al TTMBA, a partir de la reacción de CH_{2}=Cet(CHMeCH_{2}
Me) (31,0 g, 0,277 mol, 99%, ex-Wiley) con TIBA (11,8 ml, 0,047 mol, ex Witco) en xileno seco (69 ml; mezcla de isómeros), en un matraz de tres bocas de 500 ml de capacidad útil. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 16 horas (márgenes de la temperatura de reflujo: 120-133ºC), proporcionando aproximadamente un 100% de la cantidad teórica de isobuteno en la trampa de hielo seco. La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (60ºC, 0,7 mbar,90 minutos), utilizando una trampa de hielo seco/acetona, para proporcionar 32,0 g (91% de rendimiento productivo basado en en TIBA), de tris(2-etil-3-metil-pentil)aluminio (TEMPA). El líquido incoloro, según se mostró mediante espectroscopía ^{1}H y ^{13}CNMR, resultó ser una mezcla 1:1 diastereomérica que no exhibía resonancias de NMR, debido a fragmentos de AlH ó AIOR. Después de un almacenaje en un recipiente contenedor cerrado, durante un transcurso de tiempo de un año (previamente al test de ensayo de polimerización), se observó una formación parcial de especies de AIH.
Tris(2-isopropil-3-metil-butil)aluminio (TIMBA)
Se procedió a preparar el TIMBA, de una forma análoga al TTMBA, a partir de la reacción de CH_{2}=C(CHMeCH_{2})_{2} (53,6 g, 0,479, ex-Wiley; contenido de 1,5% CMe_{2}=CMeCHMe_{2}) con TIBA (20,2 ml, 0,080 mol, ex Witco) en xileno seco (69 ml; mezcla de isómeros), en un matraz de tres bocas de 500 ml de capacidad útil. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 20 horas (márgenes de la temperatura de reflujo: 115-130ºC), proporcionando aproximadamente un 100% de la cantidad teórica de isobuteno en la trampa de hielo seco. La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (55ºC, 0,3 mbar, 90 minutos), utilizando una trampa de hielo seco/acetona, para proporcionar 28,0 g (95% de rendimiento productivo basado en TIBA), de tris(2-isopropil-3-metil-butil)aluminio (TIMBA). El aceite incoloro, según se mostró mediante espectroscopía ^{1}H y ^{13}CNMR, resultó encontrare exento de especies de AlH o AIOR.
Tris(1-menten-il)aluminio (TMENA)
Se procedió a preparar el TMENA, de una forma análoga al TTMBA, a partir de la reacción de (R)-(+)-limoneno (247,5 g, 1,82 mol, 99%, ex-Aldrich) con TIBA (60,0 g, 0,30 mol, ex-Witco) en tolueno (310 ml), en un matraz de tres bocas de 1 l de capacidad útil. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 22 horas (temperatura de reflujo: 125ºC), proporcionando aproximadamente un 100% de la cantidad teórica de isobuteno en la trampa de hielo seco. La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (70ºC, 0,06 mbar, 60 minutos), utilizando un baño de hielo seco/acetona, para proporcionar 131,5 g (99% de rendimiento productivo basado en TIBA), de tris(1-menten-9-il)aluminio (G). El líquido viscoso, incoloro, según se mostró mediante espectroscopía ^{1}H y ^{13}CNMR, resultó ser una mezcla de especies diastereoméricas, que no exhibía resonancias de NMR, debido a fragmentos de AlH o AIOR, pero que contenía trazas de limoneno.
Tris(2,4-dimetil-heptil)aluminio (TDMHPA)
Se procedió a preparar el TDMHPA, de una forma análoga al TTMBA, a partir de la reacción de CH_{2}=Ce(Me)CH_{2}CHMeCH_{2}CH_{2}) (97,0 g, 0,769 mol, 98%, ex-Wiley) con TIBA (32,3 ml, 0,128 mol, ex Witco) en tolueno seco (aproximadamente 150 ml), en un matraz de tres bocas de 500 ml de capacidad útil. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 20 horas (márgenes de la temperatura de reflujo: 115-121ºC), proporcionando aproximadamente un 100% de la cantidad teórica de isobuteno en la trampa de hielo seco. La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (70ºC, 0,03 mbar, 120 minutos), para proporcionar 51,5 g (99% de rendimiento productivo basado en TIBA), de tris(2,4-dimetil-heptil)aluminio (TDMHPA). El aceite incoloro, según se mostró mediante espectroscopía NMR, resultó ser una mezcla diastereomérica 1:1, limpia, que no mostraba signos de resonancias AlH o AIOR.
Tris(2,4,4-trimetil-pentil)aluminio (TIOA)
Este compuesto, se preparó en concordancia con el procedimiento descrito en Liebigs Ann. Chem. Volumen 626, Ziegler y colegas "Aluminiumtrialkyle und dialkyl-aluminiumhidride aus aluminiumisobutyl-Verbindungen" [trialquilos de aluminio e hidruros de dialquil-aluminio procedentes de compuestos de isobutilo], páginas 14-19.
Tris(2,5-dimetil-hexil)aluminio (TDMHEA)
Se procedió a preparar el TDMHEA, a partir de la reacción de CH_{2}=CMe(CH_{2}CH_{2}CHMe_{2}) (43,3 g, 0,38 mol, 99%, ex-Wiley) con TIBA (16,0 ml, 0,061 mol, ex Witco) en m-xileno seco (64 ml), en un matraz de tres bocas de 250 ml de capacidad útil. La mezcla, se dejó que permaneciera a reflujo, durante un transcurso de tiempo de 20 horas (márgenes de la temperatura de reflujo: 118-133ºC), proporcionando aproximadamente un 100% de la cantidad teórica de isobuteno en la trampa de hielo seco. Al mezclar los reactivos, se observó un color amarillo transitorio. La olefina restante y el disolvente, se eliminaron "in vacuo" (55ºC, 0,3 mbar, 90 minutos), utilizando una trampa de hielo seco, para proporcionar 21,3 g (95% de rendimiento productivo basado en TIBA), de tris(2,5-dimetil-hexil)aluminio (TDMHEA). El líquido incoloro, según se mostró mediante espectroscopía ^{1}H y ^{13}CNMR, resultó contener trazas de especies Al-H, pero que estaba exenta de contaminantes AIOR.
Metilaluminoxano (MAO)
Se procedió a utilizar el producto obtenible en el mercado, comercializado por la firma Witco, como una solución al 10%, peso/peso, en tolueno.
Tris(2-metil-propil)aluminio (TIBA)
Se procedió a utilizar el producto obtenible en el mercado, comercializado por la firma Witco.
Polimerización Ejemplo 1 Polimerización de propileno
Se procedió a calentar a una temperatura de 150-160ºC, un reactor de 5 litros de capacidad útil, provisto de agitador de tipo helicoidal, de un dispositivo de control de la temperatura de vapor/agua y un de sistema de inyección de catalizador, al mismo tiempo que se purgaba con nitrógeno, se enfriaba y, a continuación, se puso en régimen de procesado, a una temperatura de 70ºC, durante el transcurso de toda la noche, utilizando una mezcla de TIBA (0,25 g), tolueno (20 ml) y propileno (500 g). Se procedió a retirar la mezcla procesada y, el reactor se cargó, a continuación, con 1650 g de propileno líquido, al mismo tiempo que se incrementaba la temperatura de 20ºC a 50ºC.
Separadamente, se procedió a disolver 3,29 g de Al{CH_{2}CHMeCHMeCH_{2}CH_{2}Me_{3}}(TDMHA, 9,00 mmol), en 20 g de tolueno, en una botella con un tapón septum. La solución se enfrió a una temperatura de 0-4ºC, utilizando un baño de hielo, y se añadieron 81 ml de agua (4,5 mmol, en cuatro veces, utilizando una jeringa de 25 ml de capacidad, al mismo tiempo que, la temperatura, se mantenía a un nivel por debajo de los 15ºC y, la solución, se purgaba con nitrógeno. La solución resultante, se introdujo en el reactor, utilizando un sistema de inyección, procediéndose a lavar, utilizando 20 ml de tolueno.
Mientras tanto, se procedió a disolver 9,7 mg de rac-Et(1-ind)_{2}ZrCl_{2}(r-EBIZrCl_{2};23,2 mmol) en 17,6 g de tolueno y 2,57 g de la solución obtenida, con 0,11 g de TDMHA (0,30mmol), dando como resultdo un cambio de color, del amarrillo, al amarillo claro. Diez minutos después de la introducción de la mezcla de alquilaluminio hidrolizado en el reactor, la solución de zirconoceno alquilado (envejecida durante un transcurso de tiempo de 5 minutos), se inyectó en el reactor (utilizando 20 ml de tolueno). Se continuó con la polimerización, durante un transcurso de tiempo de 1 hora, a una temperatura constante de 50ºC, utilizando un régimen de agitación correspondiente a una velocidad angular de 840-1100 rpm. A continuación, la polimerización, se paró, mediante la inyección de 5-10 ml de metanol. Se procedió, a continuación, a interrumpir la aportación de calor y, el propileno, se evacuó rápidamente y se recogió el polipropileno en forma de polvo. El material atascado, se eliminó utilizando tolueno caliente y se precipitó con metanol. Las fracciones de polipropileno, se secaron (70-80ºC, 200 mbar, purga de nitrógeno) y se combinaron, para proporcionar el rendimiento productivo total de polipropileno.
La condiciones de polimerización y los datos relativos a al polímero obtenido, se proporcionan en la tabla 1.
Ejemplos 2-5
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHMe(CMe_{3})}_{3} (TTMBA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 1.
Ejemplo 6 Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHMe(CHMe_{2}}_{3} (TDMBA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 1.
Ejemplo 7 Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCHMeCH_{2}Me)}_{3} (TDMPA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 1.
Ejemplo 8 Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCHEMet_{2})}_{3} (TMEPA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 1.
Ejemplo 9 Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHEtCHMe_{2})}_{3} (TEMBA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 1.
Ejemplo 10 Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHEtCH(Me)Et)}_{3} (TEMPA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 1.
Ejemplos 11-13 (comparativos)
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCH_{2}CMe_{3}}_{3} (TIOA), un compuesto de aluminio no previsto mediante la representación de la fórmula (II) en concordancia con la presente invención, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 1.
Ejemplo 14 (comparativo)
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCH_{2}CHMeCH_{2}
CH_{2}Me}_{3} (TDMHPA), un compuesto de aluminio no previsto mediante la representación de la fórmula (II) en concordancia con la presente invención, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 1.
Ejemplo 15 (comparativo)
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCH_{2}CH_{2}CMe_{3}}_{3} (TMMHEA), un compuesto de aluminio no previsto mediante la representación de la fórmula (II) en concordancia con la presente invención, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 1.
Ejemplo 16 (comparativo)
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando Al{CH_{2}CHMe_{2}}_{3} (TIBA), un compuesto de aluminio no previsto mediante la representación de la fórmula (II) en concordancia con la presente invención, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 1.
Ejemplo 17 (comparativo)
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero introduciendo los siguientes cambios. Se introdujo, en el reactor, una solución de MAO (8,50 mmol) en tolueno, seguido, después de un transcurso de tiempo de 10 minutos, por el producto de la reacción de r-EBIZrCl_{2} (1 mmol) y MAO (0,50 mmol) en tolueno, el cual se había dejado envejecer durante un transcurso de tiempo de 30 minutos. La polimerización, se llevó a cabo según se describe en el ejemplo 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 1.
Ejemplo 18 (comparativo)
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 1, pero utilizando rac-Me_{2}Si(1-Ind)_{2}ZrCl_{2}, en lugar de r-EBIZrCl_{2}, y Al{CH_{2}CHMe(CMe_{3})}_{3} (TTMBA), en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 1.
Ejemplo 19 (comparativo)
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 19, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCH_{2}(CM_{3})}_{3} (TIOA), un compuesto de aluminio no previsto mediante la representación de la fórmula (II) en concordancia con la presente invención, en lugar de TTMBA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 1.
Ejemplo 20 (comparativo)
Polimerización de propileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 18, pero introduciendo los siguientes cambios. Se introdujo, en el reactor, una solución de MAO (8,50 mmol) en tolueno (10% referido a peso/peso), seguido, después de un transcurso de tiempo de 10 minutos, por el producto de la reacción de rac-Me_{2}Si(1-Ind)_{2}ZrCl_{2} (1 mmol) y MAO (0,50 mmol) en tolueno, el cual se había dejado envejecer durante un transcurso de tiempo de 30 minutos. La polimerización, se llevó a cabo según se describe en el ejemplo 1. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 1.
Ejemplo 21 Polimerización de etileno
Se procedió a someter a vacío, y a calentar a una temperatura de 70ºC, durante el transcurso de toda la noche, un reactor de 1 litros de capacidad útil, provisto de sistema de enfriamiento, a través de una doble manta, y de un agitador de áncora. Se procedió, a continuación, a añadir una solución de procesado consistente en TIBA (0,10 g) en tolueno (50 ml) y, la mezcla se agitó durante un transcurso de tiempo de 1 hora, a una temperatura de 50ºC. La mezcla, se retiró y, el reactor de limpió con nitrógeno, y se cargó con iso-octano (300 ml). El reactor, se presurizó con etileno (7 bar) y, la temperatura, se mantuvo a un nivel de 50ºC.
Separadamente, se procedió a disolver 0,548 g de Al{CH_{2}CHMeCHMeCH_{2}CH_{2}Me}_{3}(TDMHA, 1,5 mmol), en iso-octano (5 ml), en una botella con un tapón septum. La solución se enfrió a una temperatura de 0-4ºC, utilizando un baño de hielo, y se añadieron 13,5 ml de agua (0,75 mmol), utilizando una jeringa de 25 ml de capacidad, al mismo tiempo que, la temperatura, se mantenía a un nivel por debajo de los 15ºC y, la solución, se purgaba con nitrógeno. La solución resultante, se introdujo en el reactor, en un transcurso de tiempo de 30 segundos, vía un sistema de inyección, utilizando una cantidad total de iso-octano.
Mientras tanto, se procedió a disolver 6,2 mg de rac-Et(1-ind)_{2}ZrCl_{2}(14,8 mmol) en 20,0 g de tolueno y 0,070 g de la solución obtenida (0,052 mmol), se diluyeron con tolueno (1 ml) que contenía 0,037 g de TDMHA (0,10 mmol). Cinco minutos después de la introducción de la mezcla de alquilaluminio, hidrolizada, en el reactor, la solución de zirconoceno alquilado (envejecida durante 5 minutos), se inyectó en el reactor (utilizando 50 ml de iso-octano). Se continuó con la polimerización, durante un transcurso de tiempo de 1 hora, a una temperatura constante de 50ºC, y una presión constante de 7 bar; se procedió, a continuación, a interrrumpir la aportación de calor y, el etileno, se descargó rápidamente, (en 2-3 minutos). La solución resultante, se añadió a una solución de metanol (2% en referencia a peso/peso, de CHl), y se filtró. El PE obtenido, se secó en un horno al vacío (70ºC, 100 mbar, corriente de nitrógeno), y se determinó el rendimiento productivo. Las condiciones de polimerización y los datos relativos a la polímero obtenido, se proporcionan en la tabla 1.
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Ejemplo 22 Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero utilizando Al{CH_{2}CHMe(CMe_{3})}_{3} (TTMBA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 2. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 2.
Ejemplo 23 Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCHCMe_{2}}_{3} (TDMBA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 2. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 2.
Ejemplo 24 Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCHMeCH_{2}
Me_{3}}_{3} (TDMPA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 2. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 2.
Ejemplo 25 Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCHMEt_{2}}_{3} (TMEPA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 2. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 2.
Ejemplo 26 Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero utilizando tris(1-menten-9-il)aluminio (TMENA), como compuesto de aluminio, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 2. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se indican en la tabla 2.
Ejemplos 27-29 (comparativos)
Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCH_{2}(CMe_{3}}_{3} (TIOA), un compuesto de aluminio no previsto mediante la representación de la fórmula (II) en concordancia con la presente invención, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 2. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 2.
Ejemplo 30 (comparativo)
Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero utilizando Al{CH_{2}CHMeCH_{2}CH_{2}
CHMe_{3}}_{3} (TDMHEA), un compuesto de aluminio no previsto mediante la representación de la fórmula (II) en concordancia con la presente invención, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 2. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 2.
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Ejemplo 31 (comparativo)
Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero utilizando Al{CH_{2}CH_{2}(CMe_{2}}_{3} (TIBA), un compuesto de aluminio no previsto mediante la representación de la fórmula (II) en concordancia con la presente invención, en lugar de TDMHA, y operando con las cantidades de metaloceno, compuesto de aluminio y agua, que se indican en la tabla 2. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 2.
Ejemplos 32-33 (comparativos)
Polimerización de etileno
Se procedió a seguir el tratamiento general descrito en el ejemplo 21, pero introduciendo los siguientes cambios. Se introdujo, en el reactor, una solución de MAO (1,5 mmol) en tolueno (10%, referido en base a peso/peso), utilizando un total de 50 ml de iso-octano. Después de un transcurso de tiempo de 5 minutos, el producto de la reacción de r-EBIZrCl_{2} (0,0065 mmol) y MAO (0,1 mmol) en tolueno, el cual se había envejecido durante un transcurso de tiempo de 5 minutos, se introduzco utilizando un total de 50 ml de iso-octano. La polimerización, se llevó a cabo según se describe en el ejemplo 12. Las condiciones de polimerización y los datos relativos al polímero obtenido, se encuentran indicados en la tabla 2
Caracterización de los polímeros Análisis de LVN
Se procedió a llevar a cabo análisis de LVN, utilizando decahidronaftaleno, como disolvente, a una temperatura de 135ºC.
Análisis de GPC
Se llevaron a cabo análisis de GPC a alta temperatura, utilizando las siguientes condiciones cromatográficas:
Columna: gel PL 2 x lecho mezclado-B, 30 cm, 10 micrómetros
Disolvente: 1,2-diclorobenceno con antioxidante
Caudal: 10 ml/minuto
Temperatura: 140ºC
Detector: índice refractivo
Calibrado: poliestireno
Análisis de DSC
Se llevaron a cabo análisis de DSC, en un aparato del tipo Perkin Elmer DSC7. Se utilizó el siguiente programa de temperaturas:
\hskip0.5cm Temperatura 1: 25ºC Tiempo 1 1,0 minutos
Tasa 1: 10,0ºC/minuto
\hskip0.5cm Temperatura 2: 160ºC Tiempo 2 0,1 minutos
Tasa 2: 20,0ºC/minuto
\hskip0.5cm Temperatura 3: 25ºC Tiempo 3 1,0 minutos
Tasa 3: 10,0ºC/minuto
\hskip0.5cm Temperatura 4: 160ºC Tiempo 4 0,1 minutos
Tasa 4: 20,0ºC/minuto
\hskip0.5cm Tiempo 5: 25ºC
2
3

Claims (25)

1. Un catalizador para la polimerización de olefinas, que comprende el producto obtenido procediendo a poner en contacto los siguientes componentes:
(A)
Un compuesto de ciclopentadienilo de fórmula (I):
(I)(C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x})R^{2}_{m}(C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y})_{n}MQ_{3-n}
en la cual, M es Ti, Zr o Hf; C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, son anillos de ciclopentadienilo, sustituidos de la misma forma o de distinta forma; los sustituyentes R^{1}, que pueden ser iguales o distintos, el uno con respecto al otro, se seleccionan de entre el grupo consistente en los radicales correspondients a los grupos alquilo C_{1}-C_{20}, cicloalquilo C_{3}-C_{20}, arilo C_{6}-C_{20}, alquilarilo C_{7}-C_{20}, o arilalquilo C_{7}-C_{20}, lineales o ramificados, saturados o insaturados que, opcionalmente, contienen átomos de Si o de Ge o grupos Si(CH_{3})_{3}, o dos o cuatro sustituyentes R^{1} del mismo grupo ciclopentadienilo, forman uno o dos anillos que tienen de 4 a 6 átomos de carbono; R^{2}, es un grupo puente, entre los dos anillos de ciclopentadienilo, y se selecciona de entre CR^{3}_{2}, C_{2}R^{3}_{4}, SiR^{3}_{2}, Si_{2}R^{3}_{4}, GeR^{3}_{2}, Ge_{2}R^{3}_{4}, CR^{3}_{2}SiCR^{3}_{2}, NR^{1} y PR^{1}, en donde, los sustituyentes R^{3}, iguales o distintos el uno con respecto al otro, son hidrógeno, o tienen el mismo significado que R^{1}, o dos o cuatro sustituyentes R^{3}, forman uno o dos anillos que tienen de 3 a 6 átomos de carbono; los sustituyentes Q, iguales o diferentes el uno con respecto al otro, se seleccionan de entre el grupo consistente en halógeno, hidrógeno, R^{1}, OR^{1}, SR^{1}, NR^{1}_{2}, y PR^{1}_{2}; m, es 0 ó 1; n, es 0 ó 1, siendo 1, si m = 1; x, es un número entero, que se encuentra comprendido entre unos márgenes que van de (m+1) a 5; e y es un número entero comprendido dentro de unos márgenes que van de m a 5;
(B)
un compuesto organometálico de aluminio, de la fórmula (II):
(II)Al(CH_{2}-CR^{4}R^{5}-CR^{6}R^{7}R^{8})_{w}R^{9}_{q}H_{z}
en donde, R^{4}, es un grupo alquilo C_{1}-C_{10} o arilalquilo C_{7}-C_{20}, lineal o ramificado, saturado o insaturado; R^{5}, es hidrógeno o un grupo alquilo C_{1}-C_{10} o arilalquilo C_{7}-C_{10}, lineal o ramificado, saturado o insaturado; R^{6} y R^{7}, iguales o diferentes la una con respecto a la otra, son grupos alquilo C_{1}-C_{10}, arilo C_{6}-_{C10}, arilalquilo- o alquilarilo C_{7}-C_{10}, lineales o ramificados, saturados o insaturados; los sustituyentes R^{4} y R^{6} y/o R^{6} y R^{7}, forman opcionalmente uno o más anillos, que tienen de 3 a 6 átomos de carbono; R^{8}, es hidrógeno o un grupo alquilo C_{1}-C_{10}, arilo C_{6}-C_{10}, arilalquilo C_{7}-C_{10}, o alquilarilo C_{7}-C_{10}, lineal o ramificado, saturado o insaturado; R^{9}, es un grupo alquilo C_{1}-C_{10} o arilalquilo C_{7}-C_{10}, lineal o ramificado, saturado o insaturado, encontrándose opcionalmente reemplazado, un átomo de carbono en la fórmula (II), por un átomo de Si o de Ge; w es 1, 2 ó 3; z es 0 ó 1; q = 3-w-z; y
(C)
agua;
encontrándose comprendida, la relación molar entre el compuesto organometálico de aluminio (B) y agua (C), dentro de unos márgenes que van de 1 : 1 a 100 : 1.
2. El catalizador, según la reivindicación 1, en donde, el valor de la relación molar entre el citado compuesto organometálico (B) y la citada agua (C), es de 2.
3. El catalizador, según la reivindicación 1 ó 2, en donde, el valor de la relación molar entre el citado compuesto organometálico de aluminio (B) y el citado compuesto de ciclopentadienilo (A), se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de 50 a 50.000.
4. El catalizador, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde, en el citado compuesto de ciclopentadienilo de la fórmula (I), el metal M, es zirconio.
5. El catalizador, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde, en el citado compuesto de ciclopentadienilo de la fórmula (I), m = 0, C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, se seleccionan de entre el grupo consistente en los grupos pentametil-ciclopentadienilo, indenilo y 4,5,6,7,-tetrahidroindenilo, y los sustituyentes Q, son átomos de cloro o grupos metilo.
6. El catalizador, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde, en el citado compuesto de ciclopentadienilo de la fórmula (I), m = 0, C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, se seleccionan de entre el grupo consistente en los grupos tetrametil-ciclopentadienilo, indenilo, 4,5,6,7,-tetrahidroindenilo, 2-metil-4,5,6,7-tetrahidroindenilo, 4,7-dimetil-4,5,6,7-tetrahidroindenilo, 2,4,7-trimetil-4,5,6,7-tetrahidroindenilo y fluorenilo; R^{2} es (CH_{3})_{2}Si< o -CH_{2}CH_{2}; y los sustituyentes Q, son átomos de cloro o grupos metilo.
7. El catalizador, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde, en el citado compuesto organometálico de aluminio de la fórmula (II), R^{4}, es un grupo alquilo C_{1}-C_{5}, R^{5}, es un átomo de hidrógeno y R^{6} y R^{7}, son grupos alquilo C_{1}-C_{5}, R^{8}, es hidrógeno o un grupo alquilo C_{1}-C_{5}, w es 2 ó 3 y, cuando q es diferente de 0, R^{9}, es un grupo alquilo C_{1}-C_{5} ramificado.
8. El catalizador, según la reivindicación 7, en donde, en el citado compuesto organometálico de aluminio de la fórmula (II), R^{2}, es metilo o etilo.
9. El catalizador, según la reivindicación 7, en donde, en el citado compuesto organometálico de aluminio de la fórmula (II), q es diferente de 0 y R^{9}, es isobutilo.
10. El catalizador, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde, el citado compuesto organometálico de aluminio de la fórmula (II), es tris(2,3,3-trimetil-butil)aluminio.
11. El catalizador, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde, el citado compuesto (B), es una mezcla de dos compuestos organometálicos de aluminio de la fórmula (II), en donde, z = 0 y z = 1, de tal forma que, el valor de la relación molar entre los átomos de hidrógeno directamente unidos a aluminio y los átomos de aluminio, es inferior a 0,8.
12. El catalizador, según la reivindicación 11, en donde, el valor de la relación molar entre los átomos de hidrógeno directamente unidos a aluminio y los átomos de aluminio, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de 0,05 a 0,3.
13. Un catalizador para la polimerización de olefinas, que comprende un producto obtenido procediendo a poner en contacto los siguientes componentes:
(A)
un compuesto de ciclopentadienilo de fórmula (I):
(I)(C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x})R^{2}_{m}(C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y})_{n}MQ_{3-n}
en la cual, M, C_{5}R^{1}_{x-m}H_{5-x} y C_{5}R^{1}_{y-m}H_{5-y}, R^{2}, Q, m y n, tienen los mismos significados que los que se han reportado en la reivindicación 1; y
(B')
el compuesto de reacción entre agua y un compuesto organometálico de aluminio, de la fórmula (II):
(II)Al(CH_{2}-CR^{4}R^{5}-CR^{6}R^{7}R^{8})_{w}R^{9}_{q}H_{z}
en donde, R^{4}, R^{5}, R^{6}, R^{7}, R^{8}, R^{9}, w, z y q, tienen los mismos significados que los que se han reportado en la reivindicación 1;
encontrándose comprendida, la relación molar entre el citado compuesto organometálico de aluminio y la citada agua, dentro de unos márgenes que van de 1 : 1 a 100 : 1.
14. Un procedimiento para la polimerización de una olefina, en presencia de un catalizador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
15. El procedimiento, según la reivindicación 14, en donde, la citada olefina, es una \alpha-olefina de la fórmula CH_{2}=CH, en donde, R, es hidrógeno o un radical alquilo C_{1}-C_{10}.
16. Un procedimiento, según la reivindicación 15, en donde se polimeriza etileno.
17. El procedimiento, según la reivindicación 15, en donde se copolimeriza etileno con una \alpha-olefina de la fórmula CH_{2}=CHR, en donde, R, es un radical alquilo C_{1}-C_{10}, lineal, ramificado o cíclico, o con una ciclolefina y, opcionalmente, con polieno.
18. El procedimiento, según la reivindicación 17, en donde, la citada \alpha-olefina, se selecciona de entre el grupo consistente en propileno, 1-buteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno y 1-octeno.
19. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 ó 18, en donde se obtiene un copolímero elastomérico de etileno, conteniendo, el citado copolímero, de un 15 a un 85% molar, de unidades de etileno, consistiendo, el complemento hasta un 100%, en unidades de una o más \alpha-olefinas y/o una diolefina no conjugada, apta para ciclopolimerizar.
20. El procedimiento, según la reivindicación 19, en donde, el citado compolímero, contiene de un 0,1 a un 5% en moles de unidades de polietileno.
\newpage
21. Un compuesto organometálico de aluminio, de la fórmula (II):
(II)Al(CH_{2}-CR^{4}R^{5}-CR^{6}R^{7}R^{8})_{w}R^{9}_{q}H_{z}
en donde, R^{4}-R^{9}, w, z y q, tienen los mismos significados que los que se han reportado en la reivindicación 1, con la exclusión de tris(2,3,3-trimetil-butil)aluminio, tris(2,3-dimetil-butil)aluminio y tris(1-menten-9-il)aluminio.
22. El compuesto organometálico de aluminio, según la reivindicación 21, en donde, R^{6}, tiene por lo menos dos átomos de carbono.
23. Un procedimiento para la preparación de un compuesto organometálico de aluminio, tal y como se define en la reivindicación 21 ó 22, en donde, w, es aproximadamente 2 y R^{5}, es hidrógeno, comprendiendo, el citado procedimiento, el hacer reaccionar:
(a) un alqueno de fórmula CH_{2}=CR^{4}-CR^{6}R^{7}R^{8}, en donde, R^{4}, R^{6}, R^{7} y R^{8}, tienen los significados reportados anteriormente, arriba, y
(b) un compuesto de aluminio de la fórmula AlR^{10}_{3}, en donde, los sustituyentes R^{10}, iguales o diferentes el uno con respecto al otro, son hidrógeno o radicales de alquilo que contienen un sustituyente \beta-hidrógeno, que tiene un número de átomos de carbono inferior que los del alqueno (a);
en donde, el compuesto (a), se encuentra presente en una relación molar por lo menos tres veces mayor que la del compuesto (b).
24. El procedimiento según la reivindicación 23, en donde, el citado compuesto (b), es triisobutilaluminio o hidruro de diisobutilaluminio.
25. El procedimiento según la reivindicación 23, en donde, los citados compuestos (a) y (b), se hacen reaccionar en un disolvente de hidrocarburo.
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