Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА СО СВЕРХВЫСОКОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА СО СВЕРХВЫСОКОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА СО СВЕРХВЫСОКОЙ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССОЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в качестве исходного материала, пригодного для получения монолитных заготовок спеканием и прессованием, для получения пористых моделей и мононитей методом гель - прядения. Сущность изобретения: продукт - полиэтилен со сверхвысокой молекулярной массой (1-6 млн), с высоким выходом, регулируемым гранулометрическим составом и улучшенными свойствами для переработки. Способ заключается в полимеризации этилена под давлением 1-50 атм в присутствии катализатора, состоящего из микросферического треххлористого титана, предварительно обработанного в инертной среде высшим альфа - олифеном (гексеном-1, октеном-1, деценом-1 или их смесью), в количестве не менее 1 г/г титанового компонента и триэтилалюминия. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2064936
Класс(ы) патента: C08F110/02, C08F10/02, C08F4/64
Номер заявки: 93039216/04
Дата подачи заявки: 30.07.1993
Дата публикации: 10.08.1996
Заявитель(и): Акционерное общество закрытого типа "Катализ"
Автор(ы): Постоев А.Г.; Ковалев С.Г.; Кузнецов В.Л.; Тихонов И.Б.; Зыков В.В.; Майер Э.А.; Новикова Н.В.; Литвак И.В.
Патентообладатель(и): Акционерное общество закрытого типа "Катализ"
Описание изобретения: Изобретение относится к способам получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), то есть полиэтилена со средневязкостной молекулярной массой 1-6 млн (характеристическая вязкость в декалине при 135oС 10-30 дл/г), с высоким выходом, регулируемым гранулометрическим составом и улучшенными свойствами для переработки.
Известны способы получения СВМПЭ полимеризацией этилена в присутствии четыреххлористого титана и диэтилалюминийхлорида [1] В такой каталитической системе необходимо использование большого количества диэтилалюминийхлорида для обеспечения нужной степени восстановления титана и соответственно заданной степени полимеризации. Кроме того, каталитические комплексы на основе четыреххлористого титана нестабильны при хранении, быстро теряют активность в процессе полимеризации, а полученный на них полиэтилен имеет широкое молекулярно-массовое распределение за счет наличия низкомолекулярных фракций.
Полиэтилен, образующийся в присутствии каталитической системы треххлористый титан алкилалюминий [2] имеет более высокое значение средней молекулярной массы, чем в случае использования четыреххлористого титана, однако скорость полимеризации этилена и активность каталитической системы в присутствии треххлористого титана ниже, чем для четыреххлористого титана.
Кроме того, на каталитических системах треххлористый титан - триалкилалюминий на нанесенных катализаторах [3] образуется более крупный порошок, который труднее перерабатывается спеканием и прессованием.
Наиболее близким решением по достигаемому аспекту и техническому оформлению является способ получения сверхвысокомолекулярных поли- альфа -олефинов при температуре менее 70oС и давлении 1-50 атм под действием катализатора. Катализатор состоит из диалкилалюминийхлорида и твердого TiCl3-содержащего компонента. Этот компонент получают восстановлением четыреххлористого титана алюминийорганическим соединением (Me3-Al) с последующей обработкой продукта комплексообразующим агентом и галогенсодержащим соединением [4] Полученный по этому способу полиэтилен состоит из частиц сферической формы, имеет широкую гранулометрию.
В то же время большой практический интерес представляет мелкодисперсный СВМПЭ с узкой гранулометрией. Это особенно важно для изготовления фильтров из СВМПЭ: чем меньше диаметр частиц полимера, тем более тонкую очистку пропускаемых через них сред можно обеспечить при фильтровании. Кроме того, такие формы обладают большой механической прочностью.
Целью изобретения является получение СВМПЭ с узким распределением частиц по гранулометрическому составу, пригодного для получения монолитных заготовок спеканием и прессованием, пористых изделий и мононитей методом гель-прядения.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе, так как и в прототипе этилен полимеризуют при давлении 1-50 атм под действием катализатора, состоящего из твердого TiCl3-содержащего компонента и алюминийорганического соединения. В отличие от прототипа микросферический треххлористый титан предварительно обрабатывают в инертной среде высшим альфа -олефином (гексаном-1, октеном-1, деценом-1 или их смесью) в количестве не менее 1 г на 1 г титанового компонента. В качестве алюминийорганического соединения используют триэтилалюминий. После обработки каталитический комплекс используется без дополнительных операций по его выделению.
В качестве алюминийорганического соединения используется сильный восстанавливающий агент триэтилалюминий (ТЭА). Его применение значительно повышает активность каталитической системы, так при использовании диэтилалюминийхлорида (ДЭАХ) при 50oС активность составляет 1100 г СВМПЭ/г кат·ч·атм, применение ТЭА повышает активность до 3800/г кат·ч·атм. Кроме того, замена ДЭАХ на ТЭА приводит к уменьшению количества активного хлорида в полимере, что сказывается на качестве продукта.
Использование для обработки промышленного микросферического катализатора TiCl3 высших альфа -олефинов объясняется необходимостью получения мелкодисперсного катализатора, который обеспечивает получение мелкодисперсного порошка СВМПЭ с узкой гранулометрией.
В результате экспериментов при использовании различных количеств высших альфа -олефинов для обработки катализатора было установлено, что для получения мелкодисперсного СВМПЭ с размером частиц менее 63 мкм необходимо не менее 1 г высших альфа-олефинов на 1 г титанового компонента.
В таблице 1 представлены сравнительные данные ситового анализа порошка СВМПЭ, полученного на различных катализаторах.
Мелкодисперсный СВМПЭ обладает большей скоростью растворения в тяжелых растворителях, что позволяет получать из него материалы гель-прядением. Так, время растворения СВМПЭ в статических условиях (0,5 г/л, декалин, 135oС), полученного по прототипу, в 2 раза больше, чем полученного по предлагаемому способу (4 и 2 ч соответственно).
Пример 1. В стеклянном реакторе с мешалкой, в токе азота при перемешивании при 50oС к суспензии промышленного микросферического катализатора, содержащего 50 г TiCl3 в 250-300 мл гептана, приливают 250 мл раствора диэтилалюминийхлорида в гептане (концентрация раствора 150 г/л), 70 мл смеси октена-1 и децена-1 (80:20) и выдерживают при перемешивании 30 мин. Получают суспензию обработанного катализатора TiCl3.
В стальной автоклав объемом 5,5 л в токе азота загружают 3 л гептана, 0,4 г ДЭАХ и 50 мг катализатора TiCl3, обработанного как показано выше. При 50oС ведут полимеризацию этилена в течение 1 ч при 2 ати. По окончании полимеризации давление сбрасывают, полимер отмывают бутанолом при 75-85oС и сушат при 100-120oС.
Выход полиэтилена 380 г, насыпная плотность 200 г/л, активность катализатора 7600 г ПЭ/г TiCl3, характеристическая вязкость 23,6 дл/г (декалин, 135oС).
Пример 2. В стальной автоклав объемом 1,5 л в токе азота загружают 700 мл гептана, 0,4 г триэтилалюминия и 300 мг обработанного катализатора TiCl3, полученного, как показано выше. При 70oС ведут полимеризацию этилена в течение 2 ч при 2 ати. По окончании полимеризации давление сбрасывают, полимер отмывают бутанолом при 85oС и сушат при 100-120oС.
Выход полиэтилена 134 г, насыпная плотность 190 г/л, активность катализатора 4460 г ПЭ/г TiCl кат·ч·атм, характеристическая вязкость 17,2 дл/г (декалин, 135oС).
Таким образом, по предлагаемому способу получают СВМПЭ со средней молекулярной массой не ниже, чем в прототипе, при более высокой активности катализатора.
Практически 100% частиц СВМПЭ имеют размер менее 63 мкм, в то время как по прототипу получают только 15% мелкодисперсного полиэтилена.
Формула изобретения: Способ получения полиэтилена со сверхвысокой молекулярной массой путем полимеризации этилена под давлением 1 50 атм в присутствии катализатора на основе микросферического треххлористого титана и алюминийорганического соединения, отличающийся тем, что микросферический треххлористый титан предварительно обрабатывают в инертной среде высшим альфа -олефином, выбранным из группы, включающей гексан-1, октен-1 или децен-1, или их смесью, в количестве не менее 1 г/г титанового компонента, а в качестве алюминийорганического соединения используют триэтилалюминий.