پليمرشدن اتيلن با استفاده از كاتاليزور آلفا- دي‌ايمين نيكل

Polymerization of Ethylene Using alfa-Diimine

در سال‌هاي اخير، كاتاليزورهاي فرامتالوسن بر پايه فلزات واسطه انتهايي جدول تناوبي مانند، نيكل، آهن، كبالت، پالاديم و پلاتين رشد چشمگيري در پژوهش‌هاي صنعت پلي‌اولفين داشته‌اند. اين فلزات با ليگاندهاي مناسب، فعاليت و ويژگي‌هاي خاصي را در زمينه توليد پلي‌اولفين‌ها نشان داده‌اند. كاتاليزورهاي بر پايه ليگاندهاي حجيم بيس‌ايمين معمولاً بسته به نوع ساختار ليگاند و گروه‌هاي قرار گرفته در ناحيه ارتو ليگاند آريلي آنها رفتار بسيار جالبي را نشان مي‌دهند. هرچه اين گروه‌هاي قرار گرفته در ناحيه ارتو حجيم‌تر باشند، احتمال انجام واكنش‌هاي حذف هيدروژن B كمتر مي‌شود. در اين پژوهش، ابتدا ليگاند 1، ?- بيس(2، ?- دي‌ايزوپروپيل فنيل) آسه‌نفتن از واكنش 2، 6- دي‌ايزوپروپيل آنيلين با تركيب آسه‌نفتن كينون تهيه شد. از واكنش ليگاند سنتز شده با نمك نيكل دي‌برميد، كاتاليزور 1، 4- بيس(2، 6- دي‌ايزوپروپيل فنيل) آسه‌نفتن نيكل دي‌برميد تهيه شد. ساختار كاتاليزور به كمك آزمون‌هاي IR و NMR شناسايي شد. سپس، از كاتاليزور تهيه شده براي پليمرشدن اتيلن استفاده شد. عوامل مختلفي مانند دماي پليمرشدن، نسبت كمك‌كاتاليزور به كاتاليزور و فشار گاز اتيلن در پليمرشدن مطالعه شد. از روش طراحي آزمون (Box Behnken) براي به حداقل رساندن تعداد آزمون‌ها استفاده شد. بيشترين فعاليت كاتاليزور kgPE/molNih 1420 در فشار atm 5 از مونومر اتيلن،‌ 1000= [Al]/[Ni] و دماي پليمرشدن C°25 به‌دست آمد. برخي از پليمرهاي سنتز شده به كمك روش‌هاي DSC و 13C NMR شناسايي شدند. بررسي‌ها وجود شاخه‌هاي متيل فراوان را در ساختار برخي از پلي‌اتيلن‌هاي تهيه شده نشان داد.

The late transition metal catalysts based on end group of transition metals in the periodic table like Ni, Fe, Co, Pd, Pt were developed rapidly in polyolefin industrial productions. These metals with suitable ligands exhibited specific properties and appropriate activities in the production of polyolefins. These catalysts based on bulky bisimine ligands usually depend on the structures of the ligands and the ortho group position on the aryl ligands show very interesting behaviors in olefin polymerization. When these groups, located in the ortho positions of aryl ligands, become larger, it would have lesser chance in leading to B hydrogen elimination reactions. The ligand 1,4-bis (2,6-diisopropyl phenyl) acenaphthene was synthesized by reaction of 2,6- diisopropyl aniline and acenaphthene quinone. The synthesized ligand was then added on nickel (II) dibromide salt that produced the 1,4-bis(2,6-diisopropyl phenyl) acenaphthene nickel (II) dibromide catalyst. The structure of the catalyst was fully characterized by IR, NMR techniques. Ethylene polymerization was performed using the prepared catalyst and the effects of parameters such as, polymerization temperature, cocatalyst, to catalyst molar ratio and monomer pressure, were investigated. One of experimental design methods (Box Behnken) was used to minimize the number of tests. The highest activity of catalyst [1420 kgPE/molNih] was obtained at monomer pressure 5 atm, [Al]:[Ni] = 1000 and polymerization temperature of 25°C. Some of the produced polymers were characterized by DSC and 13CNMR. The branched structures with higher methyl branch contents were observed in some polyethylene products.