بررسی اختلاط کاتالیست زیگلرـ ناتا با کاتالیست فرامتالوسن برپایه نیکل، اصلاح مورفولوژی و اثر افزودنی نانولوله های کربنی برای پلیمریزاسیون اتیلن

در این تحقیق، اختلاط کاتالیزور avant zn (از نوع زیگلرـ ناتای نسل چهارم) و 2,1- بیس (6،4،2- تری-متیل فنیل ایمینو) اسنفتن نیکل دی بروماید (از نوع فرامتالوسن) با ساختار کاملاً متفاوت به وسیله کمک کاتالیزور tea و mmao برای پلیمریزاسیون اتیلن مطالعه شد. برای به دست آوردن شرایط بهینه، با تغییر پارامترهایی نظیر نسبت کمک کاتالیزورها به کاتالیزورها، دما، فشار مونومر و زمان پلیمریزاسیون در شرایط متفاوت انجام شد. نسبت 642 = [al]/[ti+ni] به عنوان نسبت بهینه کمک کاتالیزورها به کاتالیزورها برای اختلاط کاتالیزور انتخاب شد. بیش ترین فعالیت در محدوده های مورد مطالعه دمای c° 54، فشار مونومر bar 5/1 و زمان min 45 بود. بررسی خواص پلیمرها، با تکنیک های مختلف مطالعه شد. از تصاویر sem به منظور بررسی مورفولوژی ذرات پلیمر و ماده افزودنی استفاده شد. بهبود اصلاح مورفولوژی کروی ذرات پلی اتیلن بر اثر اختلاط کاتالیزورها بدون هر گونه افزایش فشار مونومر و دمای پلیمریزاسیون انجام گرفت. با افزایش فشار مونومر به bar 2، بهترین مورفولوژی کروی ذرات پلی اتیلن نتیجه شد. مقادیر غیراشباعیت پلیمرها با استفاده از طیف سنجی ft-ir محاسبه شد. مقدار غیراشباعیت برای نمونه پلیمری حاصل از اختلاط کاتالیزورها بین مقدار غیراشباعیت نمونه های پلیمری حاصل از کاتالیزور فرامتالوسن بر پایه نیکل (754/0 در 1000 اتم کربن) و کاتالیزور زیگلرـ ناتا (258/0 در 1000 اتم کربن) به صورت منفرد قرار گرفت. با افزایش دما از مقدار غیراشباعیت نمونه پلیمری حاصل از اختلاط کاتالیزورها کاسته شد. کاهش میزان غیراشباعیت و بلورینگی به کاتالیزور زیگلرـ ناتا نسبت داده شد. رفتار حرارتی نمونه ها با آنالیز حرارتی dsc و tga مورد بررسی قرار گرفت. بالاترین دمای ذوب (حدود c° 141) و بلورینگی (حدود 51 %) به ترتیب برای پلیمر حاصل از اختلاط کاتالیزور به وسیله هر دو کمک کاتالیزور و پلیمر حاصل از اختلاط کاتالیزور به وسیله tea و پایین ترین دمای ذوب (حدود c° 93) و بلورینگی (حدود 6 %) برای پلیمر حاصل از اختلاط کاتالیزور به وسیله mmao مشاهده شد. محدوده دمای بالا به کاتالیزور زیگلرـ ناتا و محدوده دمای پایین به کاتالیزور فرامتالوسن بر پایه نیکل نسبت داده شد. بیش ترین متوسط وزن مولکولی ویسکوزیته 106×14/1 به دست آمد. متوسط وزن مولکولی ویسکوزیته با افزایش دما ابتدا کاهش و سپس با غالب شدن فعالیت کاتالیزور زیگلرـ ناتا در کل پلیمریزاسیون افزایش یافت. در نهایت اثر افزودنی نانولوله کربنی چند جداره کربوکسیلی به پلیمر بررسی شد. در نمونه پلیمر حاصل از کاتالیزورهای زیگلرـ ناتا و افزودنی نانولوله نسبت به پلیمر بدون هر گونه افزودنی آن، با احتمالاً تشکیل پیوند قوی بین زنجیرهای پلیمری باعث کاهش فعالیت، افزایش شدید غیراشباعیت (278/1 در 1000 اتم کربن)، کاهش بلورینگی و بهبود مقاومت حرارتی در شروع تخریب به میزان حدود °c 134 شد؛ اما در نمونه پلیمری حاصل از اختلاط کاتالیزورها و افزودنی نانولوله نسبت به پلیمر بدون هر گونه افزودنی آن، با عدم تشکیل پیوند قوی بین زنجیرهای پلیمری باعث افزایش فعالیت شد.