Сировина за производњу полипропилена
Сировина за производњу полипропилена је пропилен.
Пропилен се изолује из пропан-пропилен фракције добијене крекингом и пиролизом нафтних угљоводоника. Одвојена фракција пропилена, која садржи око 80% пропилена, подвргава се додатној дестилацији; као резултат добија се пропилен концентрације 98-99%.
Додатним пречишћавањем добија се пропилен високе чистоће, који не садржи влагу, кисеоник, угљен-оксиде и друге нечистоће које трују катализатор полимеризације.
Присуство засићених угљоводоника етана и пропана у пропилену не утиче на процес формирања полимера. Ово је основа за технолошки процес полимеризације пропилена у облику пропан-пропиленске фракције која садржи 30% пропилена и 70% пропана, развијен у СССР-у, у којем је пропан растварач и користи се за уклањање топлоте реакције. .
Полимеризација пропилена
Полимеризација пропилена у присуству Зиеглер-Натта катализатора одвија се према механизму координације јона.
Током полимеризације пропилена, резултујући полипропиленски макромолекул се састоји од елементарних јединица секундарних и терцијалних атома угљеника који се редовно смењују.
Сваки терцијарни атом угљеника је асиметричан и може имати једну од две (Д- или Л-) стеричне конфигурације. Одабиром услова полимеризације и катализатора могуће је добити полипропилен који садржи углавном једну од датих структура. Такви полимери се називају изотактичним. Полимери у чијим ланцима се наизменични асиметрични атоми угљеника Д- и Л-конфигурације називају: синдиотактички. У атактичком полипропилену, атоми асиметричне Д- и Л-конфигурације су распоређени насумично. Изотактички и синдиотактички полимери се заједнички називају стереорегуларни полимери.
Поред тога, у полипропилену постоје секције са стереоблок структуром које садрже изотактички и атактички полипропилен.
Индустријски произведени полипропилен је мешавина различитих структура, чији однос зависи од услова процеса. Највреднији материјал је полимер са ниским садржајем нечистоћа атактичких и стереоблок структура.
У зависности од молекулске тежине и садржаја изотактичког дела, својства полипропилена варирају у широком опсегу. Од највећег практичног интереса је полипропилен са молекулском тежином од 80.000–200.000 и изотактичким садржајем од 80–95%.
Садржај изотактичког дела у полимеру зависи од катализатора који се користе за полимеризацију. Стереорегуларни полимер се формира само у присуству таквих катализатора који имају способност да оријентишу елементарну јединицу у одређеном положају у односу на претходно везане групе. Молекули мономера се прво адсорбују на површини чврстог катализатора, оријентишу, а затим везују за полимерни ланац.
Полимеризација пропилена се врши у присуству каталитичког комплекса Ал(Ц2Х5)2Цл/ТиЦл3 и други катализатори.
Однос компоненти у каталитичком систему утиче на брзину полимеризације и стереоспецифичност. При моларном односу АлР2ЦИ:ТиЦл3=2 : 1 показује максималну активност катализатора, а у односу преко 3:1 - највећу стереоспецифичност.
Титанијум трихлорид постоји у неколико кристалних модификација (α, β, γ, σ). , У присуству титанијум трихлорида љубичасте α-форме, добија се полимер са највећом количином изотактичког полипропилена - 80-90%, када се користи титанијум трихлорид браон β-форме, добијени полимер садржи само 40-50 %.
