مسيرهاي غيرشيميايي براي تنظيم پراكندگي پليمر، فعاليت و سازوكار شكست سامانه‌هاي كاتاليزي زيگر-ناتا در پليمرشدن ناهمگن پروپيلن

فرضيه‌: اصلاح فرمول‌بندي‌هاي شيميايي كاتاليزگرهاي پليمري تجاري موجود، ممكن است ساير خواص كاتاليزگر به‌ويژه فضاگزيني و جهت‌گزيني را كاهش دهد. بنابراين، نياز ضروري در مجتمع‌هاي صنعتي پتروشيميايي به‌منظور اصلاح سامانه‌هاي كاتاليزي موجود، يافتن شيوه‌هاي عملي غيرشيميايي براي تنظيم كميت‌هاي اساسي شامل پهناي توزيع وزن مولكولي (MWD)، فعاليت و سازوكار شكست است. روش‌ها: براي دستيابي به اين هدف، از مدل تك‌ذره‌اي تازه توسعه‌يافته، چندمنفذي (MPM) استفاده شده است كه فرايندهاي واكنشي-نفوذي دخيل در پليمرشدن اولفيني ناهمگن را توصيف مي‌كند. اين كار با هدف بررسي اثر تخلخل اوليه كاتاليزگر، اندازه ذره اوليه آن، غلظت توده مونومر و آرايش اندازه منفذها بر كميت‌هاي نام‌برده انجام شده است. يافته‌ها: مدل‌سازي سامانه كاتاليزي پايه‌دار زيگلر-ناتا (ZN) نشان داد، افزايش تخلخل اوليه كاتاليزگر يا اندازه ذره اوليه يا كاهش غلظت توده مونومر، پهناي توزيع سرعت واكنش موضعي را كاهش داد كه به توزيع وزن مولكولي‌هاي باريك‌تر منجر شد. اگر چه شاخص چندپراكندگي (PDI) معمولاً به‌طور معكوس تغيير كرد كه به‌دليل وابستگي اين كميت به موضع توزيع وزن مولكولي (MWD) افزون بر پهناي آن است. مدل MPM همچنين دو مشاهده تجربي غيرقابل توضيح را شفاف و دليل وقوع آن‌ها را روشن كرده كه عبارت است از كاهش فعاليت كاتاليزگر در صورت افزايش تخلخل اوليه كه در بعضي از مطالعات تجربي مشاهده شده است و تغييرات نامنظم و غيرقابل پيش‌بيني شاخص چندپراكندگي با تغييرات غلظت توده مونومر. براي كميت‌هاي فيزيكي مطالعه‌شده در اين پژوهش، پهناي MWD به‌طور مستقيم به سرعت واكنش وابسته است كه نشان مي‌دهد، براي كاربردهايي كه در آن‌ها مقاومت بيشتر در برابر پديده‌هاي شكست مذاب، موج‌داري لبه‌ و تشديد كشش مطلوب است، بايد تعادلي بين پهناي MWD و مقدار محصول را جست‌و‌جو كرد. با اينكه سرعت واكنش، پهناي MWD و شاخص چندپراكندگي، هيچ وابستگي به نسبت مشاركت دو سازوكار شكست نشان ندادند، افزايش تخلخل اوليه يا شعاع اوليه كاتاليزگر، سازوكار ترجيح‌داده‌شده دو نيم‌شدن پيوسته را تشديد كرد كه در نتيجه احتمال وقوع پديده جرم‌گرفتگي را كاهش داد.