Features of a Ziegler-Natta catalyst prepared with the Sirius emulsion-based catalyst production technology

Traditionellt har man ansett att Ziegler-Natta katalysatorer för framställning av polypropen bör ha stor inre yta och hög porositet för att ge hög aktivitet och bra polymerpartikelmorfologi. Den av Borealis utvecklade Sirius emulsionsbaserade katalysatortillverkningsteknologin ger katalysatorer utan mätbar inre yta och porositet. Katalysatorn ger, trots sin kompakthet, polymerpartiklar med utmärkt morfologi och har hög aktivitet. Sirius katalysatorns prestanda, beträffande polymerisationskinetik och polymerstruktur, undersöktes i detta doktorsarbete. En jämn och kontrollerad tidig fragmentering av katalysatorn är av största vikt för att uppnå bra partikelmorfologi i en kommersiell process. Det visades att fragmenteringen av Sirius katalysatorn under de första sekunderna och minuterna av reaktionen framskred på ett homogent sätt. Oligomerhalten i den slutliga produkten är viktig i många applikationer, tex. i applikationer där polymeren kommer i kontakt med mat. Polymerer producerade med Sirius katalysatorn hade en låg oligomerhalt på grund av den smala molekylviktsfördelningen. Analys av kedjeändorna avslöjade att Sirius katalysatorn hade en hög frekvens av kedjeöverföring till monomer, vilket förklarade Sirius katalysatorns något begränsade förmåga att producera polymerer med hög molekylvikt. Sampolymerer av propen och eten producerade med Sirius uppvisade jämnare eten fördelning mellan långa och korta kedjor samt en mera randomiserad fördelning av eten längs med kedjorna än med den konventionella referenskatalysatorn. Tillsammans med den smala molekylviktsfördelningen indikerade resultaten att fördelningen av typer av aktiva centrum i Sirius katalysatorn är smal. Då man producerar polypropen med hög slagseghet skall polymerpartiklarna ha hög porositet för att kunna ackumulera eten/propen gummit. SiO2 nanopartiklar tillsatta under framställningen av Sirius katalysatorn ökade polymerpartikelns porositet, vilket möjliggjorde en dramatisk ökning av gummihalten.

-