196437. lajstromszámú szabadalom • Eljárás katalizátor-komponens előállítására és alfa-olefinek polimerizálására és kopolimerizálására
4 196437 5 merizéciós eljárásnál alkalmazunk, a következő alkotókból tevődik össze: a) egy, az előzőekben leirt, Ziegler-Natta katalizátor a) komponensének előállítására szereplő eljárással előállított reakciótermék: b) valamely tri(l-4 szénatomos)alkil-alumlnium-vegyület; és c) valamely AIRnXj-« általános képletű alurainiumhalogenid vagy aluminium-alkil-halogenid, ahol R jelentése 1-4 szénatomos alkilcsoport, X jelentése Cl vagy Br és n értéke 0-2. Az a) katalizátorkomponens tehát új. Ezt az alkotót úgy kapjuk, hogy a fent megadott elegyet két egymást követő lépésben reagáltatjuk. Az első lépés során a magnéziumot gőzzé alakítjuk elgózöléssel vagy szublimálással oly módon, hogy a fémet vákuumban melegítjük és a többi reagens szomszédságéban, de azokkal nem érintkeztetve, alacsony hőmérsékletre lehűtjük. Annak érdekében, hogy a reakcióelegyet folyékony állapotban tartsuk, valamely közömbös szénhidrogén-higitóanyagot adhatunk a lehűtött reagensekhez. A lehűtött reagensek hőmérsékletét úgy választjuk meg, hogy a melegített elemi magnézium parciális nyomásához tartozó hőmérsékletet ne lépjük túl és általában -100 °C és -10 °C között tartjuk azt. Ebben a kezdeti lépésben a reagensek a magnézium és a Ti-vegyület, de adott esetben a halogénezett vegyület és az alkohol is jelen lehet. Ebben az első lépésben a fémmagnézium elgözölög (vagy szublimál) és igy kondenzál és reagál a lehűtött reagensekkel. A második reakciólépés, amely akkor indul, amikor az összes fémmagnézium elgözölgött (vagy szublimált), abban áll, hogy valamennyi fent felsorolt reagenst 50 °C és 100 °C közötti hőmérsékleten melegítjük különböző ideig (például 1 óra hosszat) keverés közben. Az igy kapott szuszpenzió az a) új katalizátor-alkotó. Ezt az alkotót egy ESR (Electron Spin Resonance) spektrum jellemzi, amely egy Bzéles jelet (aH=körülbelül 100 Gauss) 1,89 (±0,01) g-nél (elektron spin.g" faktor) és keskeny jeleket (aH=körülbelül 30 Gauss) 1,945 (±0,005), 1,600 (±0,005) és 1,977 (±0,005) g-nél, tartalmaz, relativ erőssége az ROH/Ti arány szerint változik, azaz ha ez az arány növekszik, akkor a széles jel fokozatosan eltűnik. Az új katalizátor-komponensre az jellemző ezenkívül, hogy Röntgen-spektrumoknál egy reflektált <#-t tartalmaz, amely körülbelül 5,8 A Bragg-távolságnak felel meg és/ /vagy két további dl és d2 reflektált távolsággal rendelkezik, melyek sarkosan megelőzik és követik az első reflektált távolságot, mivel dl=2d2 és ezek erőssége növekszik, mihelyt az ROH/Ti-arány növekszik és amint az R csoport térbeli mérete növekszik, és ebben az időközben az első reflektált d eltűnik. A megadott dl értékek R=CH3, ÍZO-C3H7 és CeHsCHí-csoportűk esetén körülbelül 8,0, 8,5 és 14,5 A. nagyságúak. Az a) katalizátor-komponens előállításánál használható titánvegyületek azok, amelyekben a fém négyértékű állapotban van jelen, a szénhidrogénekben való oldhatóságuk miatt. Ilyenek például a TiCU, TifOCiHä)« és a Ti(OizoC3H7)4. A szerves halogénvegyületek közül az alkil-kloridok különösen alkalmasak, a szervetlen halogénvegyületek közül pedig olyan nehézfém-kloridok előnyösek, amelyeknek a fémalkotója legalább két oxidációs állapotban létezik, és amelyek az alkalmazás idején a legkisebb oxidációs állapot felett vannak. Különösen fontos az alkohol használata az a komponens készítésénél. Ez primer, szekunder vagy tercier alkohol lehet. A reaktivitást az a csoport befolyásolja, amely az alkoholban van, így például a benzilalkohol kevésbé bizonyult aktívnak, mint azok az alkoholok, amelyek teljesen alifás láncúak. A mólarányokat úgy választjuk meg, hogy a lehető legnagyobb mértékűre növeljük a polimerizációs katalizátor hatását, igy az arányok a következő tartományokban vannak:- a Mg és Ti-vegyület között 10-25 (gramm: : gramm-atom);- a halogénezett vegyület és Ti-vegyület között 10-60;- az alkohol és a Ti-vegyület között pedig 1-20. A katalizátor-rendszer b) alkotójaként a legegyszerűbb vegyületek, amelyek előnyösek erre a célra, a trietil-aluminium és a triizobutil-alumínium. A katalizátor-rendszer c) alkotója szintén aluminiumvegyület, de halogénezett. A gyakorlatban az Al-triklorid vagy az Al-tribromid használható, és a monoalkil- vagy a dialkil-halogenidek, igy az Al-dietil-monoklorid vagy az Al-izobutil-dibromid. A mólarányok a katalizátor-rendszer a), b) és c) alkotói között nem döntő jelentőségűek, de a legjobb aktivitás elérése céljából a következő tartományokat tartjuk előnyöseknek:-ab) alkotó és a Ti-vegyület aránya az a) alkotóban 50-1000;- a c) és b) alkotók közötti arány pedig 0,1- -10 tartományban van. Annak érdekében, hogy a molekulatömeget beállítsuk a polimerben, hidrogént használhatunk hagyományos módon, a polimer olvadási indexe (MFI2.16) tág határok között változhat. A polimerizáció maga nem különbözik az ismert módszerek szerinti polimerizációs módszerektől, különös sajátosságai nincsenek. A polimerizációs hőmérséklet szokásosan 50 °C és 150 °C között van. A reakcióterméket 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
