مطالعه هموپليمرشدن اتيلن با كاتاليزور زيگلر- ناتا (TiCl4/MgCl2) به روش طراحي آزمايش فاكتوريل كامل

Ethylene Homopolymerization by Ziegler-Natta (TiCl4/MgCl2) Catalyst through Full Factorial Experimental Design

با استفاده از طراحي آزمايش فاكتوريل كامل (23) پليمرشدن دوغابي اتيلن در مجاورت كاتاليزور زيگلر-ناتاي صنعتي TiCl4/MgCl2 ارزيابي شده است. پارامترهاي واكنش كه به عنوان متغير مستقل استفاده شده اند عبارتند از: نسبت مولي Al/Ti، دماي واكنش و فشار جزيي هيدروژن كه به عنوان عامل انتقال زنجير به كار مي‌رود. پليمرشدن در فشار كلbar 9 انجام شده است. فعاليت كاتاليزور، شاخص جريان مذاب و دماي ذوب پليمر به شكل آماري با استفاده از روش سطح پاسخ تجزيه و تحليل شده است. نتايج نشان مي دهد، فشار جزيي هيدروژن بيشترين و دما كمترين اثر را بر فعاليت كاتاليزور دارد. بر هم كنش دوتايي نسبت مولي Al/Ti-فشار جزيي هيدروژن و دما- فشار جزيي هيدروژن بر فعاليت كاتاليزور موثر است. اما، بين دما و نسبت مولي Al/Ti برهم كنشي وجود ندارد. فشار جزيي هيدروژن، دما و بر هم كنش اين دو متغير بيشترين اثر را روي شاخص جريان مذاب دارد. از مدل مكعبي براي توصيف سطح پاسخ فعاليت كاتاليزور و شاخص جريان مذاب پليمر به شكل تابعي از عوامل استفاده شده است. از نظر آماري اثر نسبت مولي Al/Ti، دما و فشار جزيي هيدروژن و برهم كنش آنها روي دماي ذوب داراي اهميت نبوده است. به همين دليل، مدل مكعبي براي دماي ذوب ارايه نشده است.

Full factorial experimental design (23) for the evaluation of slurry ethylene polymerization in the presence of an industrial TiCl4/MgCl2 Ziegler-Natta catalyst was employed. The following parameters were used as independent variables: Al/Ti molar ratio, reaction temperature and hydrogen partial pressure. The total polymerization pressure was 9 bar. Catalyst activity, MFI (melt flow index) and melting temperature were statistically analyzed through response surface method. Hydrogen partial pressure had the most and temperature had the least effect on catalyst activity. Catalyst activity was affected by binary interactions of Al/Ti molar ratio-hydrogen partial pressure and temperature-hydrogen partial pressure. No interaction of temperature-Al/Ti molar ratio was found. Hydrogen partial pressure, temperature and their interaction had the strongest influence on MFI. Cubic models were employed for describing the surface responses of catalyst activity and melt flow index as a function of operating variables. The effects of Al/Ti molar ratio, reaction temperature, hydrogen partial pressure and their interactions were not significant from statistical point of view. Therefore no cubic model was employed.