Žaliava polipropileno gamybai
Polipropileno gamybos žaliava yra propilenas.
Propilenas išskiriamas iš propano-propileno frakcijos, gautos krekingo ir naftos angliavandenilių pirolizės būdu. Atskirta propileno frakcija, kurioje yra apie 80 % propileno, papildomai distiliuojama; dėl to gaunamas 98-99% koncentracijos propilenas.
Papildomo gryninimo būdu gaunamas didelio grynumo propilenas, kuriame nėra drėgmės, deguonies, anglies oksidų ir kitų priemaišų, nuodijančių polimerizacijos katalizatorių.
Sočiųjų etano ir propano angliavandenilių buvimas propilene neturi įtakos polimero susidarymo procesui. Tai yra SSRS sukurto propileno polimerizacijos propano-propileno frakcijos pavidalu, kuriame yra 30% propileno ir 70% propano, technologinio proceso, kuriame propanas yra tirpiklis ir naudojamas reakcijos šilumai pašalinti, pagrindas. .
Propileno polimerizacija
Propileno polimerizacija, dalyvaujant Ziegler-Natta katalizatoriams, vyksta pagal jonų koordinavimo mechanizmą.
Propileno polimerizacijos metu susidariusią polipropileno makromolekulę sudaro reguliariai kintančių antrinių ir tretinių anglies atomų elementarieji vienetai.
Kiekvienas tretinis anglies atomas yra asimetrinis ir gali turėti vieną iš dviejų (D arba L-) sterinių konfigūracijų. Pasirinkus polimerizacijos sąlygas ir katalizatorių, galima gauti polipropileną, kuriame daugiausia yra viena iš nurodytų struktūrų. Tokie polimerai vadinami izotaktiniais. Polimerai, kurių grandinėse besikeičiantys asimetriniai D ir L konfigūracijos anglies atomai vadinami sindiotaktiniais. Ataktiniame polipropilene asimetrinės D ir L konfigūracijos atomai išsidėstę atsitiktinai. Izotaktiniai ir sindiotaktiniai polimerai bendrai vadinami stereoreguliariais polimerais.
Be to, polipropilene yra sekcijų su stereobloko struktūra, kurioje yra izotaktinio ir ataktinio polipropileno.
Pramoniniu būdu pagamintas polipropilenas yra įvairių struktūrų mišinys, kurio santykis priklauso nuo proceso sąlygų. Vertingiausia medžiaga yra polimeras, kuriame mažai ataktinių ir stereoblokinių struktūrų priemaišų.
Priklausomai nuo molekulinės masės ir izotaktinės dalies kiekio, polipropileno savybės skiriasi plačiame diapazone. Didžiausią praktinį susidomėjimą kelia polipropilenas, kurio molekulinė masė yra 80 000–200 000, o izotaktinis kiekis – 80–95%.
Izotaktinės dalies kiekis polimere priklauso nuo polimerizacijai naudojamų katalizatorių. Stereoreguliarus polimeras susidaro tik esant tokiems katalizatoriams, kurie turi galimybę orientuoti elementinį vienetą tam tikroje padėtyje anksčiau prijungtų grupių atžvilgiu. Monomero molekulės pirmiausia adsorbuojamos ant kieto katalizatoriaus paviršiaus, orientuojamos, o tada prijungiamos prie polimero grandinės.
Propileno polimerizacija atliekama dalyvaujant kataliziniam kompleksui Al(C2H5)2Cl/TiCl3 ir kiti katalizatoriai.
Komponentų santykis katalizinėje sistemoje turi įtakos polimerizacijos greičiui ir stereospecifiškumui. Esant moliniam santykiui AlR2CI: TiCl3=2 : 1 rodo maksimalų katalizatoriaus aktyvumą, o esant santykiui, viršijančiam 3:1 – didžiausią stereospecifiškumą.
Titano trichloridas yra kelių kristalinių modifikacijų (α, β, γ, σ). , Esant violetinės α formos titano trichloridui, gaunamas polimeras su didžiausiu izotaktinio polipropileno kiekiu - 80-90%, naudojant rudos β formos titano trichloridą, gautame polimere yra tik 40-50 %.
