Nyersanyag polipropilén gyártásához
A polipropilén gyártásának alapanyaga a propilén.
A propilént a kőolaj-szénhidrogének krakkolása és pirolízise során nyert propán-propilén frakcióból izolálják. Az elkülönített propilénfrakciót, amely körülbelül 80% propilént tartalmaz, további desztillációnak vetjük alá; ennek eredményeként 98-99%-os koncentrációjú propilént kapunk.
A nagy tisztaságú propilént, amely nem tartalmaz nedvességet, oxigént, szén-oxidokat és egyéb szennyeződéseket, amelyek mérgezik a polimerizációs katalizátort, további tisztítással nyerik.
Az etán és a propán telített szénhidrogéneinek jelenléte a propilénben nem befolyásolja a polimer képződésének folyamatát. Ez az alapja a Szovjetunióban kifejlesztett propilén 30% propilént és 70% propánt tartalmazó propán-propilén frakció formájában történő polimerizálásának technológiai folyamatának, amelyben a propán oldószer, és a reakcióhő eltávolítására szolgál. .
Propilén polimerizációja
A propilén polimerizációja Ziegler-Natta katalizátorok jelenlétében az ionkoordinációs mechanizmus szerint megy végbe.
A propilén polimerizációja során a keletkező polipropilén makromolekula szabályosan váltakozó szekunder és tercier szénatomok elemi egységeiből áll.
Mindegyik tercier szénatom aszimmetrikus, és két (D- vagy L-) sztérikus konfigurációval rendelkezhet. A polimerizációs körülmények és a katalizátor megválasztásával főként az adott szerkezetek valamelyikét tartalmazó polipropilén nyerhető. Az ilyen polimereket izotaktikusnak nevezzük. Azokat a polimereket, amelyek láncában a D- és L-konfigurációjú aszimmetrikus szénatomok váltakoznak, szindiotaktikusnak nevezzük. Az ataktikus polipropilénben az aszimmetrikus D- és L-konfigurációjú atomok véletlenszerűen helyezkednek el. Az izotaktikus és szindiotaktikus polimereket együttesen sztereoreguláris polimereknek nevezzük.
Ezenkívül a polipropilénben vannak izotaktikus és ataktikus polipropilént tartalmazó sztereoblokk szerkezetű szakaszok.
Az iparilag előállított polipropilén különféle szerkezetek keveréke, amelyek aránya az eljárás körülményeitől függ. A legértékesebb anyag az ataktikus és sztereoblokk struktúrákból származó szennyeződések alacsony tartalommal rendelkező polimer.
A molekulatömegtől és az izotaktikus rész tartalmától függően a polipropilén tulajdonságai széles tartományban változnak. A legnagyobb gyakorlati érdeklődés a 80 000-200 000 molekulatömegű, 80-95%-os izotaktikus tartalmú polipropilén.
Az izotaktikus rész mennyisége a polimerben a polimerizációhoz használt katalizátoroktól függ. Sztereoreguláris polimer csak olyan katalizátorok jelenlétében képződik, amelyek képesek az elemi egységet egy bizonyos helyzetben orientálni a korábban hozzákapcsolt csoportokhoz képest. A monomer molekulákat először a szilárd katalizátor felületén adszorbeálják, orientálják, majd a polimerlánchoz kapcsolják.
A propilén polimerizációját katalitikus Al(C) komplex jelenlétében hajtják végre2H5)2Cl/TiCl3 és egyéb katalizátorok.
A komponensek aránya a katalitikus rendszerben befolyásolja a polimerizáció sebességét és a sztereospecificitást. AlR mólaránynál2CI: TiCl3=2:1 mutatja a katalizátor maximális aktivitását, 3:1-et meghaladó arányban pedig a legnagyobb sztereospecificitást.
A titán-triklorid számos kristálymódosulatban létezik (α, β, γ, σ). , Ibolya α-formájú titán-triklorid jelenlétében a legnagyobb mennyiségű izotaktikus polipropilént tartalmazó polimert kapunk - 80-90%, ha barna β-formájú titán-trikloridot használunk, a kapott polimer csak 40-50 %.
