تثبیت کاتالیزگر متالوسن بر نانوسیلیکای دودی برای تهیه پلی اتیلن بدون گره خوردگی

فرضیه: تولید پلی اتیلن با وزن مولکولی نسبتا زیاد، خواص بهبودیافته و فرایندپذیری قابل قبول تاکنون هدف بسیاری از پژوهش ها بوده است. در پلیمرشدن دوغابی، تثبیت کاتالیزگر های همگن متالوسن بر پایه هایی با ابعاد نانو افزون بر بهبود خواص مکانیکی و گرمایی محصول می تواند موجب کنترل شکل شناسی و توزیع مناسب اندازه ذره شود. سطح ویژه ذرات پایه می تواند از عوامل اثرگذار بر فرایند تثبیت کاتالیزگر و خواص محصول باشد. هدف اصلی این پژوهش، تولید نانوکامپوزیت پلی اتیلن-نانوسیلیکا بدون گره خوردگی با روش پلیمرشدن درجا بود. روش ها: کاتالیزگر متالوسن زیرکونوسن دی کلرید (Cp2ZrCl2) روی ذرات اصلاح سطحی شده نانو سیلیکای دودی تثبیت شد. از سه نوع نانوسیلیکای دودی با سطح ویژه 50، 200 و 380m2/g استفاده شد. ابتدا روی سطح نانوذرات سیلیکای اصلاح گرمایی شده، با استفاده از کمک کاتالیزگر متیل آلومینوکسان اصلاح شیمیایی انجام شد. سپس، با افزودن کاتالیزگر Cp2ZrCl2 به سامانه، واکنش تثبیت و فعال سازی کاتالیزگر به طور هم زمان انجام شد. در نهایت، پلیمرشدن اتیلن با استفاده از کاتالیزگر تهیه شده در فشار جو و دمای 30 درجه سلسیوس  انجام شد. یافته ها: مقدار بیشینه بازده پلیمرشدن، مربوط به کاتالیزگر ناهمگن شده روی نانوسیلیکا با سطح ویژه  200m2/g بود. نتایج کشش پذیری در حالت جامد و افزایش تدریجی مدول در آزمون رئومتری پویش زمان نشان داد، پلی اتیلن سنتزشده دارای گره خوردگی کم است. کاهش غلظت و تراکم سطحی مراکز فعال روی کاتالیزگر ناهمگن شده موجب کاهش مقدار گره خوردگی زنجیرهای پلیمری شد. نتایج آزمون کشش، بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت تولیدشده نسبت به پلی اتیلن خالص را نشان داد که می تواند حاکی از توزیع مناسب نانوذرات سیلیکا در ماتریس پلی اتیلن باشد و تصاویر SEM نیز این موضوع را تایید کرد.

کلیدواژه ها:

پلی اتیلن ، کاتالیزگر متالوسن ، تثبیت ، حالت بدون گره خوردگی ، نانوسیلیکای دودی