سنتز كاتاليزور متالوسن براي ترپليمرشدن اتيلن، پروپيلن و دي‌ان

Synthesis of Metallocene Catalyst for Terpolymerization of Ethylene, Propylene and Diene

كاتاليزور متالوسن (Ind)2ZrCl2 به روش اصلاح شده‌اي در دماي محيط سنتز شد، سپس، با استفاده از آن ترپليمرشدن اتيلن و پروپيلن و دي‌ان در شرايط مختلف ترپليمرشدن مانند نسبت‌هاي متفاوت خوراك مونومرها، نسبت كمك‌كاتاليزور و دماي پليمرشدن انجام شد. بيشترين فعاليت ترپليمرشدن كاتاليزور در حدود kg EPDM.mol-1.Zr-1.h-1 1700 در فشار ? بار، دماي پليمرشدن ?? درجه سلسيوس نسبت خوراك مونومرها (??/?? E/P ) به‌دست آمد. تغييرات فعاليت كاتاليزور نسبت به تغييرات غلظت كمك‌كاتاليزور و دماي پليمرشدن از نوع زنگوله‌اي بود. وزن مولكولي متوسط گرانروي پليمرها با افزايش فشار كل در نسبت‌هاي خوراك متفاوت افزايش يافت. از طرف ديگر، وزن مولكولي متوسط گرانروي پليمرها در نسبت‌هاي زياد از نسبت [Al]/[Zr] و با افزايش دماي پليمرشدن كاهش يافت. افزايش در غلظت مونومرهاي پروپيلن و دي‌ان در نسبت خوراك مونومرها سبب كاهش فعاليت كاتاليزورو وزن مولكولي متوسط گرانروي شد. مقادير نسبت سرعت بيشينه به سرعت در انتهاي واكنش (DI) براي اين نوع كاتاليزور در حالت‌هاي مختلف از ترپليمرشدن نسبتا زياد بود كه بيانگر سينتيك تخريبي براي پليمرشدن با اين كاتاليزور متالوسن است. افزايش مقدار [Al]/[Zr] تا مقدار ??? سبب افزايش در مقادير اتيلن و دي‌ان (%ENB) وارد شده در ترپليمر نهايي شد. درحالي كه افزايش دماي پليمرشدن ، افزايش غلظت مونومر دي‌ان و مونومر پروپيلن در نسبت‌هاي خوراك سبب كاهش در مقدار اتيلن و افزايش در مقدار دي‌ان (%ENB) وارد شده در زنجير ترپليمر شد. دماي شيشه‌اي ترپليمرهاي توليد شده در محدوده ??- تا ?? درجه سلسيوس بود. مطالعات ريزساختار برخي از ترپليمرها تمايل براي تشكيل ساختار دسته‌اي در زنجير ترپليمر را نشان داد.

The bis(indenyl) zirconium dichloride catalyst was synthesized by a modified method at room temperature. Terpolymerization of ethylene, propylene and diene monomers were carried out using this metallocene catalyst under different conditions of different feed ratios of monomers, co-catalyst/catalyst ratios and polymerization temperatures. Methylaluminoxane (MAO) was used as a co-catalyst. The highest activity of catalyst was obtained at total pressure 4 bar, co-catalyst/catalyst ratio [Al]/[Zr]=600, polymerization temperature 60°C and E/P=67:33 and momomer feed ratio of 1700 kgEPDM/molZrh. The activity of catalyst showed bell-shaped behaviors versus co-catalyst/catalyst ratio ([Al]/[Zr]) and polymerization temperatures. The viscosity-average molecular weight (Mv) of terpolymers increased with increasing total pressure at different feed ratios of monomers. However, the viscosity-average molecular weight of terpolymers decreased at higher co-catalyst/catalyst ratios ([Al]/[Zr]) and higher polymerization temperatures. The increases in propylene and diene monomers in the feed ratios decreased the catalyst activity and viscosity-average molecular weight of terpolymers. The ratio of maximum average rate of terpolymerization to an average rate of terpolymerization at the end of the polymerization (DI) for different terpolymerization conditions was relatively high; an indication of the decay kinetics for this type of metallocene catalyst. Increasing the co-catalyst/catalyst ratio up to [Al]/[Zr] = 500 increased the Et% and ENB% in the final obtained polymers. However, increasing the polymerization temperature, diene and propylene concentrations in the feed ratio decreased the Et% and increased the ENB% contents in the final obtained polymers. Tg of the final terpolymers was between -64 and -52°C. The study on microstructures of some polymer revealed block type of chain microstructures.