PL218014B1 - Sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową - Google Patents

Sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową

Info

Publication number
PL218014B1
PL218014B1 PL395396A PL39539611A PL218014B1 PL 218014 B1 PL218014 B1 PL 218014B1 PL 395396 A PL395396 A PL 395396A PL 39539611 A PL39539611 A PL 39539611A PL 218014 B1 PL218014 B1 PL 218014B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ionic liquid
titanium
catalyst
phase
polymerization
Prior art date
Application number
PL395396A
Other languages
English (en)
Other versions
PL395396A1 (pl
Inventor
Wioletta Ochędzan-Siodłak
Katarzyna Dziubek
Krystyna Czaja
Original Assignee
Univ Opolski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Opolski filed Critical Univ Opolski
Priority to PL395396A priority Critical patent/PL218014B1/pl
Publication of PL395396A1 publication Critical patent/PL395396A1/pl
Publication of PL218014B1 publication Critical patent/PL218014B1/pl

Links

Landscapes

  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową.
Znany jest z publikacji S.S. Sarmy i S. Sivarama: „Magnesium chloride supported bis(cyclopentadienyl)titanium(IV) dichloride-MAO catalyst for ethylene polymerization” Macromol.
Chem. Phys. 198 (1997) 495-503 sposób polimeryzacji etylenu przy udziale katalizatora dichloro5 bis(q -cyklopentadienylo)tytan(IV), Cp2TiCl2, aktywowanego metyloalumnioksanem. Aktywność układu -6 5 homogenicznego z 6,4x10' mola, w przeliczeniu na tytan, katalizatora dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV), aktywowanego 6,4x10-3 mola, w przeliczeniu na glin, metyloaluminoksanem, wynosi
-1 -1 kgPE-molTi- -h- , dla polimeryzacji prowadzonej w węglowodorze aromatycznym, ksylenie, w temperaturze 40°C, przy ciśnieniu 0,1 MPa. W czasie polireakcji w układzie homogenicznym występuje stopniowa dezaktywacja układu katalitycznego i konieczność stosowania kosztownego metyloaluminoksanu, jako aktywatora. Aktywność 3,7x10-6 mola, w przeliczeniu na tytan, katalizatora dichloro5 bis(n5-cyklopentadienylo)tytan(IV), zakotwiczonego na stałym nośniku, dichlorku magnezu i aktywowanego 3,7x10-3 mola, w przeliczeniu na glin, metyloaluminoksanem, wynosi 268 kgPE mol-1 -1
Ti-1-h-1, dla polimeryzacji prowadzonej w heksanie, w temperaturze 30°C, przy ciśnieniu 0,1 MPa i nadal wymaga stosowania kosztownego metyloaluminoksanu jako aktywatora.
Znany jest z publikacji R.T. Carlina i J.S. Wilkes'a: „Complexation of Cp2MCl2 in chloroalumiante molton salt: relevance to homogeneous Ziegler-Natta catalysis” J. Mol. Catal. 63 (1990) 125-129 sposób otrzymywania polietylenu przy udziale cieczy jonowych, w układzie jednofazowym. Reakcję polimeryzacji etylenu prowadzi się w środowisku tetrachloroglinianowej 1-etylo-3-metyloimidazoliowej
-3 5 cieczy jonowej, przy udziale 8,8x10- mola, w przeliczeniu na tytan, katalizatora dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV), aktywowanego 3,7x10-3 mola, w przeliczeniu na glin, trichlorotrimetylodiglinem,
Al2Me3Cl3, w temperaturze 25°C, pod ciśnieniem 0,1 MPa. Znany sposób charakteryzuje się niską -1 -1 aktywnością katalityczną wynoszącą 1,38 kgPE-molTi-1-h-1, a nadto po zakończeniu polimeryzacji nie pozwala na odzysk katalizatora i cieczy jonowej.
Z publikacji M.F. Pinheiro, R.S. Maulera i R.F. de Souza: „Biphasic ethylene polymerization with a diiminenickel catalyst Macromol. Rapid Commun. 22 (2001) 425-428 znany jest sposób polimery-5 zacji etylenu w obecności 2,0x10-5 mola, w przeliczeniu na nikiel, katalizatora dichloro-1,4-bis(2,6-3
-diizopropylofenylo)acenaftenylodiiminonikiel(II) i aktywowanego 4,0x10-3 mola, w przeliczeniu na glin, trimetyloglinem, AlMe3, w układzie dwufazowym, gdzie jedną z faz stanowi toluen, natomiast drugą fazą jest 1-butylo-3-metyloimidazoliowa tetrachloroglinianowa ciecz jonowa. Reakcję polimeryzacji prowadzi się pod ciśnieniem 0,105 MPa. W zależności od temperatury reakcji od -10°C do 10°C, ak-1 -1 tywność stosowanego układu wynosi 5-93 kgPE-molTi-1-h-1. Występuje konieczność stosowania szkodliwego dla środowiska naturalnego, aromatycznego rozpuszczalnika-toluenu, jako jednej z faz układu dwufazowego. Otrzymywany polimer posiada bimodalny rozkład masy molowej i charakteryzuje się niską temperaturą topnienia 84-123°C oraz dużą liczbą rozgałęzień, wynoszącą około 87 grup CH3/1000CH2 i wyznaczonym metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej, stopniem krystaliczności 23-39%.
Z publikacji: W. Ochędzan-Siodłak, K. Dziubek, K. Czaja „Comparision of imidazolium andpyridinium ionic liquids as the media for biphasic ethylene polymerization in the presence of titanocene catalyst'' Polimery 54 (2009) 501-506 znany jest sposób otrzymywania polietylenu, przy udziale -5 5
3,0x10- mola, w przeliczeniu na tytan, katalizatora dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV), aktywowanego 4x10-3 mola, w przeliczeniu na glin, dichloroetyloglinem, AIEtCl2, w układzie dwufazowym, gdzie jedną z faz jest heksan, natomiast druga faza to tetrachloroglinianowa N-n-oktylo-3-metylopirydyniowa lub N-n-oktylo-4-metylo-n-oktylo-3-metylopirydyniowa lub N-n-oktylo-4-metylopirydyniowa
-1 -1 ciecz jonowa. Aktywność stosowanych układów sięga 209 kgPE-molTi-1-h-1. Występuje utrudnione przejście, powstającego w fazie cieczy jonowej polietylenu, do fazy heksanu, co uniemożliwia oddzielenie produktu z fazy cieczy jonowej oraz ponowne jej wykorzystanie w procesie polimeryzacji.
Otrzymany polimer posiada wąski zakres temperatur topnienia Tt=127-135°C, duże wartości 3 gęstości nasypowej sięgające 481 g/dm3 i wysoki, wyznaczony metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej, stopień krystaliczności do 98% oraz liczbę rozgałęzień w łańcuchu głównym wynoszącą około 5-8 grup CH3/1000CH2.
Z publikacji W. Ochędzan-Siodłak, „Ciecze jonowe w oligomeryzacji i polimeryzacji olefin, Wiadomości Chemiczne 2009, 63, 9-10, 777-801, znany jest sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową, przy czym jako ciecz jonową stosuje się tetrachlorogliniany 1-n-alkilo-3PL 218 014 B1
-metyloimidazoliowe. Sposób polega na tym, że w atmosferze gazu obojętnego miesza się ciecz jo-3 5 nową z dichloroetyloglinem w ilości 1-4x10' mola, a następnie dodaje dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV) w ilości 3x10-5 mola, w przeliczeniu na tytan i wprowadza do bezwodnego heksanu, odtlenionego w atmosferze azotu, przy czym etylen poddaje się niskociśnieniowej polimeryzacji. Zastosowanie cieczy jonowej tetrachloroglinianej 1-n-alkilo-3-metyloimidazoliowej pozwala na uzyskanie aktywności dwufazowego układu do polimeryzacji etylenu, w którym jedną z faz stanowi heksan, natomiast drugą fazą jest mieszanina tetrachloroglinianowej N-n-alkilopirydyniowej cieczy jonowej i akty5 watora, dichloroetyloglinu i oraz katalizatora dichlorobisfn -cyklopentadienylo)tytan(IV), sięgających
-1 -1 maksymalnie 118 kgPE-molTi- -h- , przy czym znaczna ilość otrzymywanego polietylenu znajduje się w fazie cieczy jonowej, co jest bardzo niekorzystne dla dwufazowego procesu i wyklucza możliwość wykorzystania cieczy jonowych w kolejno następujących po sobie reakcjach polimeryzacji. Ponadto otrzymany polietylen jest dodatkowo oczyszczany z resztek 1-n-alkilo-3-metyloimidazoliowej cieczy 5 jonowej, katalizatora dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV) i dichloroetyloglinu.
Istota sposobu otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową, według wynalazku, polega na tym, że jako ciecz jonową stosuje się tetrachloroglinian N-n-alkilopirydyniowy. Korzystnie jest, gdy jako tetrachloroglinian N-n-alkilopirydyniowy stosuje się neutralny tetrachloroglinian N-n-alkilopirydyniowy, gdzie n-alkil to n-butyl lub n-heksyl lub n-oktyl.
Zastosowanie tetrachloroglinianu N-n-alkilopirydyniowego, korzystnie neutralnego tetrachloroglinianu N-n-alkilopirydyniowego, gdzie n-alkil to n-butyl lub n-heksyl lub n-oktyl jako cieczy jonowej, daje korzystne efekty widoczne, nie tylko w samym procesie polimeryzacji, ale i we właściwościach uzyskanego produktu. Niska lepkość tej cieczy jonowej, umożliwia, nie tylko osiąganie wysokich aktywności dwufazowego układu do polimeryzacji etylenu, w którym jedną z faz stanowi heksan, natomiast drugą fazą jest mieszanina tetrachloroglinianowej N-n-alkilopirydyniowej cieczy jonowej i akty5 watora, dichloroetyloglinu oraz katalizatora dichlorobisfn -cyklopentadienylo)tytan(IV), sięgających
-1 -1
200 kgPE molTi-1-h-1, ale jednoczesne uzyskiwanie nieoczekiwanie dobrego transferu polietylenu z fazy cieczy jonowej do fazy heksanu i w konsekwencji otrzymywanie polietylenu w bardzo pożądanej postaci białego, bardzo czystego proszku, nadającego się do stosowania w przemyśle tworzyw sztucznych. Dodatkowo sposób według wynalazku pozwala mieszaninę neutralnej tetrachloroglinia5 nowej W-n-alkilopirydyniowej cieczy jonowej, dichloroetyloglinu i katalizatora dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV), po oddzieleniu polietylenu i uprzednim dodaniu nowej, założonej objętości bezwodnego i odtlenionego heksanu, wykorzystać w co najmniej trzech, kolejno następujących po sobie reakcjach polimeryzacji, co pozwala na dodatkowe zwiększenie efektywności przeprowadzanej dwufazowej polimeryzacji etylenu i uzyskiwanie bardzo wysokich aktywności, sięgających 427-527 kgPE-molT-1-h-1.
Sposób według wynalazku, umożliwia stosowanie niewielkich ilości 3-5x10-3 mola, w przelicze5 niu na glin, dichloroetyloglinu, który jako aktywator katalizatora dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV), pozwala na uzyskanie aktywności dwufazowego układu do polimeryzacji etylenu, w którym jedną z faz stanowi heksan, natomiast drugą fazą jest mieszanina tetrachloroglinianowej W-n5
-alkilopirydyniowej cieczy jonowej i aktywatora, dichloroetyloglinu oraz katalizatora dichlorobisfn -1 -1
-cyklopentadienylo)tytan(IV), sięgającej 200 kgPE-molT-1-h-1 i wyeliminowanie kosztownego aktywatora, metyloaluminoksanu. Ponadto sposób według wynalazku umożliwia łatwe oddzielenie polietylenu od mieszaniny cieczy jonowej, z aktywatorem i katalizatorem. Polietylen otrzymywany sposobem według wynalazku jest polimerem liniowym w postaci drobnych granul, o monomodalnym rozkładzie mas 3 molowych MWD = około 6 oraz wartości średniej masy molowej Mw około 100x103 g/mol. Charakteryzuje się bardzo wysokim, dotychczas nie osiągalnym w tego typu układach, około 90% stopniem kry3 staliczności, wyznaczonym metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej, a nadto wysoką, około 500 g/dm3, wartością gęstości nasypowej, co jest istotne w przemysłowych procesach otrzymywania polietylenu.
P r z y k ł a d I
Do kolby trójszyjnej o pojemności 100 cm3, w atmosferze azotu, wprowadza się 5 cm3 tetrachlo-3 roglinianowej W-n-butylopirydyniowej cieczy jonowej i 3x10-3 mola, w przeliczeniu na glin, aktywatora, -5 dichloroetyloglinu. Po dokładnym wymieszaniu cieczy jonowej i aktywatora, dodaje się 3x10-5 mola, 5 w przeliczeniu na tytan, katalizatora dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV) i miesza się wszystkie składniki na mieszadle magnetycznym, aż do całkowitego rozpuszczenia katalizatora. Tak sporządzoną mieszaninę, w atmosferze azotu, wprowadza się do szklanego reaktora do polimeryzacji, o pojem33 ności 500 cm3, w którym znajduje się 150 cm3 heksanu, bezwodnego i odtlenionego w atmosferze azotu. Następnie do reaktora wprowadza się etylen pod ciśnieniem 0,5 MPa i poddaje polimeryzacji
PL 218 014 B1 w temperaturze 30°C, przez jedną godzinę. Po upływie godziny, zamyka się dopływ etylenu, ciśnienie redukuje się do 0,1 MPa, a fazę heksanu, ze znajdującym się w niej polietylenem, oddziela od mieszaniny cieczy jonowej z aktywatorem, i katalizatorem, w atmosferze azotu. Aktywność dwufazowego układu do polimeryzacji etylenu, w którym jedną z faz stanowi heksan, natomiast drugą fazą jest mieszanina tetrachloroglinianowej N-n-butylopirydyniowej cieczy jonowej i aktywatora, dichloroetyloglinu
-1 -1 i oraz katalizatora dichlorobis(ą -cyklopentadienylo)tytan(IV), wynosi 202 kgPE molTi- -h- . Otrzymany polietylen jest liniowy w postaci drobnych granul, o temperaturze topnienia Tt=134°C i dużej gęstości 3 nasypowej dnas=527 g/dm3. Wykazuje monomodalny rozkład masy molowej MWD = 5,6, a wartość 3 jego średniej masy molowej wynosi Mw=121,1x103 g/mol. Jest polimerem wysokokrystalicznym, o stopniu krystaliczności równym 91%, wyznaczonym metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej.
P r z y k ł a d II
Do kolby trójszyjnej o pojemności 100 cm3, w atmosferze azotu wprowadza się 5 cm3 tetrachlo' '3 roglinianowej N'n'heksylopirydyniowej cieczy jonowej i 4x10'3 mola, w przeliczeniu na glin, aktywato' '5 ra, dichloroetyloglinu. Po dokładnym wymieszaniu cieczy jonowej i aktywatora, dodaje się 3x10'5 mola, 5 w przeliczeniu, na tytan, katalizatora dichlorobis(ą -cyklopentadienylo)tytan(IV) i miesza się wszystkie składniki na mieszadle magnetycznym, aż do całkowitego rozpuszczenia katalizatora. Tak sporządzo' ną mieszaninę, w atmosferze azotu, wprowadza się do szklanego reaktora do polimeryzacji o pojem' ności 500 cm3, w którym znajduje się 150 cm3 heksanu, bezwodnego i odtlenionego w atmosferze azotu. Następnie do reaktora wprowadza się etylen pod ciśnieniem 0,5 MPa i poddaje polimeryzacji w temperaturze 30°C, przez jedną godzinę. Po upływie godziny zamyka się dopływ etylenu, ciśnienie redukuje się do 0,1 MPa, a fazę heksanu, ze znajdującym się w niej polietylenem, oddziela od mie' szaniny cieczy jonowej z aktywatorem, i katalizatorem, w atmosferze azotu. Aktywność dwufazowego układu do polimeryzacji etylenu, w którym jedną z faz stanowi heksan, natomiast drugą fazą jest mie' szanina tetrachloroglinianowej N'n'heksylopirydyniowej cieczy jonowej i aktywatora, dichloroetylogli' 5 '1 '1 niu i oraz katalizatora dichlorobis(ą -cyklopentadienylo)tytan(IV), wynosi 193 kgPE molTi- -h- . Otrzymany polietylen jest liniowy w postaci drobnych granul, o temperaturze topnienia Tt=131°C i gęstości 3 nasypowej dnas=491 g/dm3. Wykazuje monomodalny rozkład masy molowej MWD = 6,8, a wartość 3 jego średniej masy molowej wynosi Mw=100,5x103 g/mol. Jest on polimerem wysokokrystalicznym, o stopniu krystaliczności równym 92%, wyznaczonym metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej.
P r z y k ł a d III
Do kolby trójszyjnej o pojemności 100 cm3, w atmosferze azotu wprowadza się 5 cm3 tetrachlo-3 roglinianowej N-n-oktylopirydyniowej cieczy jonowej i 5x10-3 mola, w przeliczeniu na glin, aktywatora, -5 dichloroetyloglinu. Po dokładnym wymieszaniu cieczy jonowej i aktywatora, dodaje się 3x10-5 mola, 5 w przeliczeniu, na tytan, katalizatora dichlorobis(ą -cyklopentadienylo)tytan(IV) i miesza się wszystkie składniki na mieszadle magnetycznym, aż do całkowitego rozpuszczenia katalizatora. Tak sporządzoną mieszaninę, w atmosferze azotu, wprowadza się do szklanego reaktora do polimeryzacji o pojem33 ności 500 cm3, w którym znajduje się 150 cm3 heksanu, bezwodnego i odtlenionego w atmosferze azotu. Następnie do reaktora wprowadza się etylen pod ciśnieniem 0,5 MPa i poddaje polimeryzacji w temperaturze 30°C, przez jedną godzinę. Po upływie godziny zamyka się dopływ etylenu, ciśnienie redukuje się do 0,1 MPa, a fazę heksanu, ze znajdującym się w niej polietylenem, oddziela od mieszaniny cieczy jonowej z aktywatorem, i katalizatorem, w atmosferze azotu. Aktywność dwufazowego układu do polimeryzacji etylenu, w którym jedną z faz stanowi heksan, natomiast drugą fazą jest mieszanina tetrachloroglinianowej N-n-oktylopirydyniowej cieczy jonowej i aktywatora, dichloroetyloglinu
-1 -1 oraz katalizatora dichlorobis(ą -cyklopentadienylo)tytan(IV), wynosi 158 kgPE-molTi- -h- . Otrzymany polietylen jest liniowy w postaci drobnych granul, temperaturze topnienia Tt=134°C i gęstości nasypo3 wej dnas=530 g/dm3. Wykazuje monomodalny rozkład masy molowej MWD = 6,1, a wartość jego śred3 niej masy molowej wynosi Mw=100,6x103 g/mol. Jest on polimerem wysokokrystalicznym , o stopniu krystaliczności równym 90%, wyznaczonym metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej.

Claims (1)

  1. Sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową polegający na tym, że w at-3 mosferze gazu obojętnego miesza się ciecz jonową z dichloroetyloglinem w ilości 3-5x10-3 mola, 5 -5 a następnie dodaje dichlorobis(p -cyklopentadienylo)tytan(IV) w ilości 3x10' mola, w przeliczeniu na tytan i wprowadza do bezwodnego heksanu odtlenionego w atmosferze azotu, przy czym etylen poddaje się niskociśnieniowej polimeryzacji, znamienny tym, że jako ciecz jonową stosuje się tetrachlo' roglinian N'n'alkilopirydyniowy, korzystnie neutralny tetrachloroglinian N'n'alkilopirydyniowy, gdzie n'alkil to n'butyl lub n'heksyl lub n'oktyl.
PL395396A 2011-06-22 2011-06-22 Sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową PL218014B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL395396A PL218014B1 (pl) 2011-06-22 2011-06-22 Sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL395396A PL218014B1 (pl) 2011-06-22 2011-06-22 Sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL395396A1 PL395396A1 (pl) 2013-01-07
PL218014B1 true PL218014B1 (pl) 2014-09-30

Family

ID=47624626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL395396A PL218014B1 (pl) 2011-06-22 2011-06-22 Sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL218014B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL395396A1 (pl) 2013-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1862481B1 (en) Catalyst with al-alkoxy component
US8637421B2 (en) Metallocene and a new single site catalyst component
EP1862480B1 (en) Process for preparing an olefin polymerisation catalyst component with improved high temperature activity
CN105283470B (zh) 在抗静电作用组合物的存在下的聚合方法
WO2012002772A2 (ko) 올레핀계 중합체 및 이의 제조방법
CN102171261A (zh) 用于制备极高刚度聚丙烯的方法
ES2399346T3 (es) Procedimiento de preparación de poliolefinas
Chikkali Ziegler–Natta polymerization and the remaining challenges
CN113227172A (zh) 丙烯丁烯共聚物
US20120142874A1 (en) Organometallic Transition Metal Compound, Catalyst System and Preparation of Polyolefins
EP3201245A1 (en) Process for polymerising ultra-high molecular weight polyethylene
EP1767556B1 (en) Polyethylene composition having a broad molecular weight distribution
Kong et al. Dimethylaluminum complexes bearing a chiral diketiminate ligand: Synthesis, characterization and ring-opening polymerization of ε-caprolactone
PL218014B1 (pl) Sposób otrzymywania polietylenu w środowisku z cieczą jonową
CN105658687A (zh) 丙烯和1-己烯的多峰共聚物
WO2010056581A1 (en) Methods of catalyst activation
RU2477288C2 (ru) Способ полимеризации в суспензионной фазе
JP5230101B2 (ja) 汚染防止剤の存在下でのオレフィン重合方法
WO2005082954A2 (en) Olefin polymerisation process in the presence of an anti-fouling agent
CN105330770B (zh) 一种用于乙烯淤浆聚合的催化剂及其应用
JP6620145B2 (ja) 超高分子量ポリエチレンを製造するための連続方法
KR101611114B1 (ko) 향상된 제조 분할 제어를 제공하는 루프 반응기
JP2019116604A (ja) 環状オレフィン樹脂組成物の製造方法
US20200002443A1 (en) Polymerization compositions and methods for making and using same
JP2017517613A (ja) チーグラー・ナッタ触媒の製造