اتصالات, اخبار, لوله

درباره ی کاتالیزورهای زیگلر-ناتا چه می دانید؟(بخش سوم)

نسل اول

سیستم کاتالیزورAlEt2Cl /TiCl3 اولین کاتالیزوری بود که جهت ساخت صنعتی پلی­پروپیلن به کارگرفته شد. این سیستم کاتالیزوری شاخص ایزوتاکتیسیتی پایین و بازده کمی داشت و به همین دلیل سوا کردن کاتالیزور باقی­مانده و پلیمر اتاکتیک سخت بود.
زیگلر و همکارانش، با آسیاب طولانی TiCl3 احیا شده، همراه با تلفیقAl و یا آسیاب مخلوط TiCl3 و AlEt3 ، به کاتالیزوری با فعالیت خیلی بیشتر رسیدند. این گونه کاتالیزور را AA-TiCl3 می­ نامند که به عنوان کاتالیزور نسل اول شناخته می ­شود. این کاتالیزور همراه با کمک کاتالیزور AlEt2Cl جهت پلیمریزاسیون پلی­اتیلن بهره برده می­شد اما همچنان بازده و فضاگزینی کمی داشت و سواسازی کاتالیزور و پلیمر اتاکتیک ضروری بود.

پلیمر

نسل دوم

برای به وجود آوردن مراکز پلیمریزاسیون، آلکیل آلومنیوم بایستی به اتم ­های Ti دسترسی یابد. باتوجه به این که در TiCl3 فقط اتم­ های سطحی  Ti (کسر کوچکی از کل اتم­ های Ti  ) قابل دسترس­ اند، جهت افزایش اتم ­های Ti در دسترس و بالا رفتن فعالیت کاتالیزور بسیار تلاش شده است که این تلاش ­ها در کمپانی سولوی به تولید کاتالیزور نوینی با مساحت سطح بسیار بیشتر از AA-TiCl3 منجر شده است. این کاتالیزور به عنوان TiCl3  سولوی شناخته می­ شود. مساحت سطح از ۴۰-۳۰ مترمربع بر گرم جهت AA-TiCl3 به ۱۵۰ مترمربع بر گرم جهت سولوی افزایش یافته و بازده این کاتالیزور تقریبا ۵ برابر کاتالیزور نسل پیشین و ایزوتاکتیسیتی آن تقریباً %۹۵ است. در دهه ۷۰ و ۸۰ کاتالیزور TiCl3 سولوی و کاتالیزورهای اصلاح­ شده در کمپانی های دیگر، به همراه کمک کاتالیزور AlEt3 جهت پلیمریزاسیون اتیلن و AlEt2Cl جهت پلیمریزاسیون پروپیلن، در بعضی از پروسه های صنعتی استفاده شده ­اند.

نسل سوم

از اوایل دهه ۶۰ میلادی کاتالیزورهای بسیار فعالی همراه نگهدارنده­ ها ساخته شدند. این نگهدارنده ­ها شامل گروه­ های عامل OH هستند. هیدروکسید منیزیم، هیدروکسی کلرید منیزیم، سیلیکا و آلومینا از جمله این نگهدارنده ­ها هستند. به علت فعالیت خیلی بالا، این کاتالیزورها جهت پلیمریزاسیون اتیلن مناسب بودند اما به علت فعالیت و فضاویژگی پایین جهت پلیمریزاسیون پروپیلن مناسب نبودند. در اواخر دهه ۶۰ میلادی، کاتالیزورهای نگهداری­ شده برروی MgCl2 کشف شدند که فعالیت خیلی زیادی جهت اتیلن و پروپیلن داشتند.  فضاویژگی پایین این کاتالیزورها باعث شد که در پلیمریزاسیون پروپیلن استفاده نداشته باشند.  در اوایل دهه ۷۰ این معضل با استفاده از بازهای لوییس مناسب حل شد. MgCl2  و TiCl4 با یک باز لوییس، به عنوان الکترون ­دهنده درونی، آسیاب می­شدند. این مخلوط کاتالیزوری همراه با کمک کاتالیزوری AlEt3 و یک باز لوییس دوم به عنوان الکترون ­دهنده بیرونی، می ­توانست پروپیلن را با ایزوتاکتیسیتی بالا پلیمریزه کند. همین طور کمپانی مونته­دیسون سیسـتم کاتالیـزوری TiCl4/MgCl2 را همراه با اتیل بنـزوات به عنـوان الکتـرون­دهـنده داخلی و متیل­پراتولوئات به عنوان الکترون­دهنده خارجی برای تولید پلی­پروپیلن ایزوتاکتیک به کار برد. این کاتالیزور­های نگهداری­ شده به کاتالیزورهای نسل سوم مرسوم شدند، ولی معضل پایین بودن ایزوتاکتیسیتی همچنان وجود داشت.

نسل چهارم

این دسته کاتالیزورها به کاتالیزورهای فرافعال هم مرسوم هستند. در آن­ ها از آلکیل­فتالات­ ها به عنوان الکترون­ دهنده درونی و الکوکسی­سیلان ­ها به عنوان الکترون­ دهنده بیرونی بهره برده می ­شود. این کاتالیزورها بازده بیشتر و بهره ایزوتاکتیکی بسیار بیشتری از نسل پیشین دارند و به شکل کلی تعادل خوبی میان بازدهی و ایزوتاکتیستیی ایجاد می­ کنند.

نسل پنجم

این نسل از کاتالیزورها در اواخر دهه ۸۰ میلادی بر اساس گونه ی نوینی از الکترون­دهنده­ ها کشف شدند. با بهره بردن از ا،۳- دی­اترها به عنوان الکترون­دهنده درونی دیگر احتیاجی به الکترون­دهنده بیرونی نیست. به غیر از این فعالیت و بهره ایزوتاکتیکی هم خیلی بالاتر می ­رود. چه بسا این گروه از کاتالیزورها کاربرد صنعتی ندارند.

نسل ششم (متالوسن­ها)

زمانی که متالوسن­ های فلزات واسطه­ ای مثل زیرکونیوم و هافنیوم با متیل آلومینواکسان(MAO) تلفیق شوند، قادرند پلی­پروپیلن ایزوتاکتیک و سیندیوتاکتیک با درصد بالا بسازند. و بازده خیلی بالایی داشته باشند. کشف این کاتالیزورها(کاتالیزورهای متالوسن) اهمیت خیلی زیادی در محافل علمی و صنعتی دارد.

کاتالیزورهای نسل هفتم

در این گروه از کاتالیزورها، که مهمولا طی ۱۵سال اخیر تولید شده ­­اند، به جای دی­استرفتالات ­ها به عنوان الکترون­دهنده درونی یا به همراه دی­اترها، از استرمالونوات ­ها و ساکسونیت ­ها بهره برده می­شود. این کاتالیزورها فعالیت بیشتری دارند.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید