165744. lajstromszámú szabadalom • Eljárás titántriklorid-alapú szilárd katalizátor komplexek előállítására

9 165744 10 A polimerizációt ismert módszerekkel hajtjuk végre: oldatot vagy szuszpenziót készítünk valamely szénhidrogén oldószerben vagy hígítószerben, előnyösen alifás vagy cikloalifás szénhidrogénekben, így például butánban, pentánban, 5 hexánban, heptánban, ciklohexánban, metilciklohexánban, vagy ezek keverékeiben. A polimerizációt végrehajthatjuk a monomerben vagy a monomerek egyikében, melyeket folyékony halmazállapotban vagy a későbbiekben gázhalmaz- 10 állapotban tartjuk. A polimerizáció hőmérsékletét általában 20 és 200 C° között illetve, ha szuszpenzióval dolgozunk, a hőmérsékletet előnyösen 50 és 80 C° között tartjuk. Az alkalmazott nyomás atmosz- 15 férikus nyomás és 50 atmoszféra között, előnyösen 10 és 25 atmoszféra között változhat. A nyomás értéke természetesen az alkalmazott hőmérséklettől függ. A polimerizációt folyamatosan és szakaszosan 20 is elvégezhetjük. Az úgynevezett tömb-kopolimereket is ismert módszerekkel állíthatjuk elő. Előnyösen alkalmazhatunk kétlépcsős eljárást is oly módon, hogy alfa-olefineket, általában propilént, az előzőekben 25 leírt módon polimerizálunk. A másik alfa-olefint és/vagy diolefint, általában etilént még aktív láncot tartalmazó homopolimer jelenlétében polimerizáljuk. Ezt a második polimerizációt azután végezzük, miután az első lépcsőben nem reagált 30 monomert teljesen vagy részlegesen eltávolítottuk. A szerves fémvegyületet és a katalizátor komplexet külön is hozzá lehet adni a polimerizációs közeghez. Ugy is eljárhatunk, hogy a polimerizáló reaktorba tétel előtt például 2 órával 35 —40 és 80 C° közötti hőmérsékleten előbb elegyítjük őket. A felhasznált szerves fémvegyület teljes mennyisége nem kritikus, általában 1 liter oldószerre, folyékony monomerre vagy reaktor 40 térfogatra számítva 0,1 millimól és előnyösen nem több, mint 1 literre számítva 1 millimól. A felhasznált katalizátor mennyiségét annak titántriklorid tartalma határozza meg. Általában a mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a poli- 45 merizációs elegy koncentrációja 1 liter oldószerre, folyékony monomerre vagy reaktor térfogatra számítva 0,01 millimól titántrikloridnál nagyobb legyen, előnyösen nagyobb, mint 0,2 millimól 1 literre számítva. 50 A szerves fémvegyület és katalizátor komplex mennyiségének aránya hasonlóképpen nem kritikus. Általában mennyiségüket úgy választjuk meg, hogy a szerves fémvegyület mólaránya a komplexben levő titántrikloridra számítva 0,5-10, 55 előnyösen 1-8 legyen. A legjobb eredményt akkor kapjuk, ha a mölarány 2 és 5 között van. A találmányunk szerinti eljárással előállított katalizátorokkal kapott polimerek mólsúlya oly módon határozható meg, hogy a polimerizációs 60 közegbe egy vagy több mólsúlyt változtató ágenst adunk, így például hidrogént, cink-dietilt, alkoholt, étert vagy alkilhalogenidet. Ugy is eljárhatunk, hogy a katalizátor komplexek előállításánál alkalmazott komplexképző ágensekhez hasonló 65 típusú komplexképzőket adunk a polimerizációs közegbe, azonban ez a hozzátétel a találmányunk szerinti katalizátor komplexek viselkedését nem nagyon befolyásolja. Á kapott polimerek, melyek a katalizátor komplexek nagyított másai, ugyancsak igen jó gördülékenységi tulajdonságokkal rendelkeznek. A polimerek ezután előzetes granulálás nélkül közvetlenül alkalmazhatók számos felhasználási területen. A találmányunk szerint előállított katalizátor komplexek sztereospecifitása igen kiváló. Például az amorf polipropilén aránya, amelyet a hexánban oldható polipropilén súlyának mérésével állapítottunk meg, a polimerizáció folyamán előállított összmennyiségű polipropilénhez viszonyítva 5%-nál alacsonyabb, majdnem mindig kevesebb 2%-nál A szokásos katalizátorok sztereospecifitása lényegesen rosszabb. A hidrogénnel vagy fém alumíniummal történő redukcióval előállított és kívánt esetben a polimerizáció előtt komplexképzővel impregnált katalizátorokkal 10% körüli, oldószerben oldható polipropilént állítanak elő. A katalizátor komplexek kiváló sztereospecifitása miatt szükségtelen a polimerek tisztítása és az amorf frakció eltávolítása, s így ezzel igen jelentős energia, nyersanyag és berendezés megtakarítása válik lehetővé. Sőt, a propilén homopolimerizációjának esetében a kapott polimer rendkívül nagy izotakticitással jellemezhető és rendkívül jól kristályosodik. A találmányunk szerint előállított katalizátor komplexek igen nagy aktivitásúak. így a homopolimerizált propilén aktivitása 1900 g polimer(óra) katalizátor komplexben levő titántriklorid g. Ezek az eredmények összehasonlíthatatlanul magasabbak, mint az ismert katalizátorok alkalmazása esetében. A titántetrakloridból hidrogénnel vagy fém alumíniummal történő redukcióval majd őrléssel és kívánt esetben komplexképző ágenssel történő impregnálással előállított katalizátorok aktivitása hasonló feltételek mellett maximálisan 400 g polimer(óra) alkalmazott titántriklorid g nagyságrendű. A találmány szerint előállított katalizátor komplexek sokkal hosszabb ideig megtartják iniciáló aktivitásukat, mint a szokásos katalizátorok. Tehát a találmányunk szerint előállított katalizátor komplexek össztermelékenysége polimer g/felhasznált titántriklorid „g-ban kifejezve lényegesen jobb. A találmány szerinti eljárással kapott katalizátor komplexek nagy aktivitása és magas termelékenysége lehetővé teszi az igen alacsony katalizátor-tartalmú, 100 ppm-nél kevesebb és általában mindössze 30 ppm titániumot tartalmazó polimerek előállítását. Számos felhasználási területen szükségtelen a visszamaradt katalizátor eltávolítása céljából a polimerek tisztítása, mely ugyancsak jelentős energia-, nyersanyag- és berendezés-megtakarítást jelent. Találmányunk további részleteit példákkal illusztráljuk, anélkül azonban, hogy találmányunkat e példákban foglaltakra korlátoznánk. 5