Полимеризацию этилена с использованием параллельных реакторов давления и кинетический анализ переноса цепи полимеризации

Общая цель этой процедуры заключается в создании высокопроизводительной полимеризации и оценке способности катализатора к переносу цепи путем детального определения характеристик и кинетического анализа полученного полимера. Этот метод помогает ответить на ключевые вопросы в области полимеризационного катализа, связанного с недавно разработанными катализаторами, которые могут использовать перенос цепи для создания эффективных маршрутов к различным полимерам. Основное преимущество этого метода заключается в том, что высокопроизводительная полимеризация позволяет проводить эффективное просеивание катализаторов и прямое сравнение катализаторов в широком диапазоне условий реакции.

Демонстрировать эту технику будет доктор Райан Хью, постдок в моей лаборатории. Сначала растворите один миллилитр двух, трех бутановых дионов и 2,8 миллилитра двух, шести диметиланнов в 20 миллилитрах метанола в 100-миллилитровой круглой донной колбе. После добавления 0,4 миллилитра муравьиной кислоты перемешайте реакцию при комнатной температуре до тех пор, пока диамин не выпадет в осадок, что обычно составляет от одного до двух часов.

После этого процедите реакционную смесь со стеклянной фриттой и фильтруйте колбу и промойте желтое твердое вещество 20 миллилитрами холодного метанола. Затем высушите твердое вещество в вао. В бардачке смешайте один грамм тусклого эт-никелевого бромида и 1,1 грамма биз.

Два шесть диметилфенилов, два трех бутана Диона в 50 миллилитровую круглую донную колбу, добавить 20 миллилитров дихлорметана и размешать на ночь при комнатной температуре. На следующий день процедите реакционную смесь со стеклянной фриттой и фильтруйте колбу. Коричневое твердое вещество промойте с 75 миллилитрами хлорметана и обсушите в вао.

Приготовьте 0,001 молярного каталитического раствора, добавив 0,0041 г ранее приготовленного катализатора на основе бромида никеля во флакон с 7,5 миллилитрами толуола в суспензию перемешивания никеля. Добавьте 0,5 миллилитра 30% метиллуана в толуол. Помешивайте в течение одной минуты, меняя реакционную смесь с коричневой суспензии на раствор.

Далее приготовьте 1,2 молярного раствора датилцинка, растворив в 0,25 мл датилцинка в 1,75 м. Миллилитры толуола запускают все реакции полимеризации в параллельном реакторе под давлением с верхним перемешиванием, размещенном в программе атмосферного перчаточного ящика с азотом. Полимеризация в программном обеспечении с указанием общего объема реакции составляет три миллилитра.

Продувочным газом является азот. Реакционным газом является этилен. Давление составляет от 15 до 150 фунтов на квадратный дюйм, а время реакции составляет один час.

Наиболее важным этапом является настройка реактора, включая добавление реагентов и растворителей, программирование программного обеспечения и обеспечение безопасности сборки верхнего хранилища. После этого вставьте стеклянную вкладыш в реакционные флаконы в восемь лунок. Добавьте реагенты в соответствии с таблицей один.

Используйте инструмент для измерения глубины, чтобы убедиться, что стеклянные вкладыши находятся на соответствующей высоте. Затем вставьте крыльчатки лопастей в верхний узел. Наполнив реакционные флаконы и убедившись, что уплотнительные кольца правильно установлены в металлических канавках, осторожно поместите верхний узел для перемешивания на основание и закрутите его поочередно.

После того, как все винты будут достаточно затянуты, нажмите «Пуск» в программном обеспечении. Контролируйте реакцию с помощью измерений поглощения газа. После одного часа полимеризации извлеките из перчаточного ящика реакционные флаконы, осадите полиэтилен с добавлением 5%-ной соляной кислоты в метанол.

Затем удалите растворитель и высушите полимер под вакуумом. После определения полимера выход растворяют 0,002 грамма полимера в двух миллилитрах 1,2,4 трихлорбензола при 135 градусах Цельсия. Используйте гелевую проникающую хроматографию или GPC для анализа молекулярной массы и индекса дисперсности высушенного полиэтилена.

Теперь этот образец готов к размещению на высокотемпературном GPC для анализа. Затем растворите от 0,05 до 0,08 грамма полимера в 0,5 миллилитрах дефорсированного тетрахлорэтана при температуре 130 градусов Цельсия. Для анализа высокотемпературной углеродной ЯМР-спектроскопии для полимеризации с переносом цепи заполните реактор и запрограммируйте программное обеспечение в соответствии с ранее описанными процедурами и анализом.

Здесь представлена зависимость расхода этилена от времени для различных испытываемых давлений этилена. Здесь показана зависимость расхода этилена от времени только для образцов катализатора, который используется для расчета скорости распространения. Здесь отображаются трассы GPC для полимеризаций с переносом цепи от нуля до 1000 этилцинка.

GPC используется для расчета молекулярной массы и дисперсности образцов полимера. Здесь представлены углеродные ЯМР-спектры образцов полиэтилена полной серии и увеличенный спектр с помеченными пиками. Данные о молекулярной массе используются для вычисления количества инициированных цепей и графика Мейо.

Подгонка графика Мейо используется для расчета отношения скорости переноса цепи к скорости распространения, которая используется для расчета скорости переноса цепи После освоения эта полимеризация может быть выполнена за два часа, если она выполнена правильно. При выполнении этой процедуры важно точно дозировать исходные растворы в реакционные флаконы, убедиться, что реактор правильно сконфигурирован, а верхний узел перемешивания надежно закреплен на месте. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как настроить полимеризацию с высокой пропускной способностью, охарактеризовать полученный полимер и оценить способность катализатора к переносу цепи с помощью кинетического анализа.

Не забывайте, что датил, цинк и метиллюминокс не содержат пирофоров и воздуха. При выполнении этой процедуры всегда следует использовать методики.