اثر روش‌هاي تهيه پايه منيزيم كلريد بر كارايي كاتاليزورهاي زيگلر- ناتا در پليمرشدن پروپيلن

MgCl2 Support Preparation Techniques and Their Effects on Ziegler-Natta Catalysts Performance in Propylene Polymerization

در پژوهش حاضر، ابتدا به روش سردكردن مذاب، فعال‌سازي منيزيم كلريد با استفاده از اتانول انجام و محصول افزايشي (MgCl2.3.3EtOH (A0 تهيه شد. سپس، الكل‌زدايي از نمونه افزايشي تهيه شده (A0) با روش‌­هاي گرمايي و شيميايي مدنظر قرار گرفت. در فرايند الكل­‌زدايي گرمايي، با اعمال دما و فشار كنترل شده در زمان­‌هاي مختلف، دو پايه A1 و A2 با نسبت متفاوت از اتانول به منيزيم كلريد (به ترتيب برابر با ?/? و ?/?) تهيه شد. همچنين، به كمك الكل‌زدايي شيميايي با استفاده از محلول يك مولار تري‌اتيل آلومينيم در دو دماي ?? و ?? درجه سلسيوس دو پايه ديگر (A3 و A4) تهيه شد. بدين ترتيب پنچ پايه متفاوت A0-A4 تهيه و سپس با نشاندن تيتانيم تتراكلريد روي تمام پايه­‌هاي تهيه شده در مجاورت دي‌ايزوبوتيل فتالات به عنوان الكترون­دهنده داخلي، كاتاليزور­هاي مربوط ساخته شد. پليمرشدن پروپيلن در شرايط يكسان در مجاورت TEA به عنوان كمك­كاتاليزور و دي‌متوكسي متيل سيكلوهگزيل سيلان به عنوان الكترون­‌دهنده خارجي براي تمام نمونه­‌ها انجام شد. نتايج آزمايش­‌ها نشان داد، با كاهش نسبت مولي اتانول به منيزيم كلريد در نمونه‌­هاي تهيه شده با الكل‌زدايي گرمايي، مساحت سطح و درصد تيتانيم قرار گرفته روي آن بيشتر مي شود. طيف XRD نمونه­‌هاي A0، A1 و A2 مشابه هم بود، با اين تفاوت كه با حركت از سمت A0 به A2 ارتفاع پيك ظاهر شده در ?‌7/9 و 9/8 ? ?2 كاهش يافت. از طرف ديگر، براي فعاليت كاتاليزور يك مقدار بيشينه در نمونه A1 ديده شد كه پس از آن با الكل­‌زدايي بيشتر و كاهش بيشتر مقدار اتانول، فعاليت نيز كاهش يافت. در الكل‌زدايي شيميايي با استفاده از TEA، ساختار پايه به شدت فرو ريخت و هيچ پيكي در آزمون XRD مشاهده نشد. با از هم پاشيدن ساختار پايه، مقدار تيتانيم نشانده شده كاهش پيدا كرده و به موازات آن مقدار فعاليت كاتاليزور هم نسبت به كاتاليزور­هاي تهيه شده از پايه با الكل‌زدايي گرمايي به شدت كاهش يافت.

A primary adduct of MgCl2.3.3EtOH (A0) was prepared by melt quenching and then it was further dealcoholated by thermal and chemical methods. In thermal dealcoholation, two different support samples with MgCl2.2.7 EtOH (A1) and MgCl2.1.8EtOH (A2) formulas were prepared using a controlled temperature-pressure program. XRD spectra of A0, A1 and A2 supports were similar, except with the peaks at 2? = 8.9 and 9.7 which decreased by moving from A0 to A2. After preparation of support samples, final catalysts were prepared by reacting support samples with TiCl4 in the presence of diisobutylphthalate as internal electron donor and examined in slurry phase propylene polymerization using TEA as cocatalyst and diphenyldimethoxysilane as external electron donor. The results showed that in the catalysts prepared using thermal dealcoholated supports, surface area and Ti content increase by moving from A0 to A2 (decreasing ethanol content of the support). In this respect, the variation in dealcoholation level, due to different dealcoholation time, influenced the catalytic activity considerably and maximum activity was observed at A1 sample and then by further dealcoholation the catalyst activity was dropped. Also, chemical dealcoholation was carried out using 1 M triethylaluminum (TEA) at 20 and 80?C, and the prepared supports were designated as A3 and A4, respectively. In chemical dealcoholation samples, support structure was totally destroyed and no peak was observed at XRD spectra. The final catalysts were prepared likewise, and examined in slurry phase polymerization of propylene using TEA as cocatalyst. By destruction of support structure, Ti content was decreased significantly and hence the catalyst activity was dropped compared to the catalysts prepared by thermal dealcoholation route.