Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

POLIPROPYLEN. PROPYLEN tw = - 47,7°C tt = - 185,2°C = 0,61 g/cm 3 propylen wydziela się z frakcji propanowo-propylenowej otrzymywanej przy krakowaniu.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "POLIPROPYLEN. PROPYLEN tw = - 47,7°C tt = - 185,2°C = 0,61 g/cm 3 propylen wydziela się z frakcji propanowo-propylenowej otrzymywanej przy krakowaniu."— Zapis prezentacji:

1 POLIPROPYLEN

2 PROPYLEN tw = - 47,7°C tt = - 185,2°C = 0,61 g/cm 3 propylen wydziela się z frakcji propanowo-propylenowej otrzymywanej przy krakowaniu i pirolizie węglowodorów naftowych krakingrektyfikacjadodatkowe oczyszczanie propylen 80%propylen 98-99% propylen bez tlenu, CO i innych zanieczyszczeń monomer prochiralny - daje polimery stereoregularne

3 Rodzaje PP izotaktyczny – chirotopowe atomy węgla mają tą samą konfigurację względną, łatwo da się upakować, ma główne znaczenie techniczne, syndiotaktyczny – zmienna konfiguracja na kolejnych chirotopowych atomach węgla, łańcuchy nie są tak upakowane, ataktyczny – przypadkowa konfiguracja na kolejnych chirotopowych atomach węgla, izotaktyczny stereoblokowy – polimer o sekwencjach izotaktycznych rozdzielonych diadami hetero, na długość sekwencji ma wpływ temperatura procesu, im wyższa, tym sekwencje krótsze hemiizotaktyczny – co drugi chirotopowy atom węgla ma tą samą konfigurację względną, hemisyndiotaktyczny – konfiguracja względna zmienia się w co drugim chirotopowym atomie węgla

4 Rodzaje PP izotaktyczny syndiotaktyczny izotaktyczny stereoblokowy hemiizotaktyczny hemisyndiotaktyczny

5 Katalizatory polimeryzacji propylenu Heterogeniczne katalizatory Zieglera- Natty I-IV generacji PP izotaktyczny mechanizm insercyjny stereokontrola:centrum chiralne na powierzchni katalizatora Homogeniczne Wanadowe PP syndiotaktyczny mechanizm migracyjny stereokontrola: koniec łańcucha Metalocenowe PP stereospecyficzne mechanizm migracyjny Achiralne stereokontrola: koniec łańcucha Chiralne stereokontrola:centrum chiralne na atomie metalu

6 Heterogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu I generacja: kompleksy metaloorganiczne otrzymywane w reakcji związku metalu przejściowego (TiCl 3 ) ze związkami alkiloglinowymi, głównie używa się kompleksów złożonych z Et 2 AlCl i TiCl 3 ·1/3AlCl 3, mało wydajne, gotowy produkt musi być oczyszczany z katalizatora, wrażliwe na działanie tlenu i wilgoci – substraty polimeryzacji muszą być czyste, a sam proces polimeryzacji prowadzony w atmosferze gazu obojętnego, pozawalają otrzymać PP o izotaktyczności 90-92% z wydajnością 1-1,3 kg/1g katalizatora (3-4kg PP/1g Ti),

7 II generacji: zawierają modyfikowany TiCl 3 związkami typu estry, alkohol izopropylowy, amid kwasu fosforowego, estry kwasów karboksylowych (charakter elekronodonorowy), składnik glinowy – dietylochloroglin Et 2 AlCl, bardziej efektywne niż I generacji, pozwala otrzymać PP o izotaktyczności 96-98,5% z wydajnością 3,5-8kg/1g katalizatora (12-30kg PP/1g Ti), Heterogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu

8 III generacji: katalizatory na nośniku – nanosi się TiCl 4 na chlorek magnezu modyfikowany związkami typu donorów elektronów (estry kwasu benzoesowego), pozwalają otrzymać PP o izotaktyczności 93-95% (w polimeryzacji rozpuszczalnikowej) i 97% (w polimeryzacji w masie) z wydajnością 3,1-6kg/1g katalizatora ( kg PP/1g Ti) i 10-30kg/1g katalizatora ( kg PP/1g Ti), duża aktywność sprawia, ze nie trzeba usuwać katalizatora z gotowego polimeru (zawartość na poziomie 3ppm); nieprzereagowany monomer i rozpuszczalnik może być zawracany bezpośrednio bez oczyszczania; nie trzeba usuwać polimeru ataktycznego, ze względu na jego niewielką zawartość, Heterogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu

9 IV generacji: udoskonalone katalizatory III generacji, wydajność 1000kg PP/1g Ti, stopień stereospecyficznoiści przekracza 98%, obniżają koszt produkcji o 30-35%, zużycie energii o 50%, można stosować propylen o niższej czystości, pozwalają na prowadzenie polimeryzacji w fazie gazowej ze złożem fluidalnym, Heterogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu

10 defekt

11 Homogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu Halogenek metalu - aktywator alkiloglinowy VCl 4 - AlEt 3, VCl 4 - AlEt 3 - anizol, V(Acac) 3 - AlEt 2 Cl związek alkiloglinowy alkiluje i redukuje związek metalu przejściowego insercja II-rzędowa, PP syndiotaktyczny mechanizm migracyjny stereokontrola: koniec łańcucha monomer koordynuje się tak aby odległość między grupami metylowymi była największa insercja monomeru powoduje zmianę konfiguracji centrum aktywnego na atomie metalu, w wyniku czego powstaje polimer syndiotaktyczny polimer stereoregularny powstaje tylko w niskich temperaturach (-78°C), w wyższych temp. koniec łańcucha ulega rotacji defekt

12 Homogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu Metalocen - aktywator alumoksanowy, achiralne Cp 2 TiCl 2 insercja I-rzędowa, PP izotaktyczny stereoblokowy mechanizm migracyjny stereokontrola: koniec łańcucha alumoksan aktywuje i powoduje dysocjację metalocenu oraz zapobiega reducji Mt(IV) do Mt(III)

13 Homogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu Metalocen - aktywator alumoksanowy, achiralne katalizatory typu Cp 2 TiCl 2 dają w temperaturach od -78°C do -30°C polimery izotaktyczne stereoblokowe wzrost temperatury powoduje skrócenie sekwencji izotaktycznych, powyżej -30° polimery ataktyczne, monomer koordynuje się tak aby odległość między grupami metylowymi była największa insercja monomeru nie powoduje zmiany konfiguracji centrum aktywnego na atomie metalu, w wyniku czego powstaje polimer izotaktyczny defekt

14 Homogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu Metalocen - aktywator alumoksanowy, chiralne Usztywnione przestrzennie ansa-metaloceny, PP izotaktyczny izospecyficzność wzrostu łańcucha w przypadku tych katalizatorów wynika z chiralności centrów aktywnych dichlorek etylenobis(indenylo)cyrkonowy = insercja I-rzędowa, PP izotaktyczny mechanizm migracyjny stereokontrola: centrum chiralne centrum chiralne ma tę samą konfigurację przed i po insercji monomeru, dlatego owstaje polimer izotaktyczny defekt

15 Homogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu Metalocen - aktywator alumoksanowy, chiralne Usztywnione przestrzennie ansa-metaloceny, PP izotaktyczny czynnikiem decydującym o izospecyficzności jest obecność podstawnika przy węglu anionu cyklopentadienylowego = defekt

16 Homogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu Metalocen - aktywator alumoksanowy, chiralne Usztywnione przestrzennie ansa-metaloceny, PP syndiotaktyczny insercja I-rzędowa, PP syndiotaktyczny mechanizm migracyjny stereokontrola: centrum chiralne = centrum chiralne ma przeciwną konfigurację przed i po insercji monomeru, dlatego owstaje polimer syndiotaktyczny defekt

17 Homogeniczne katalizatory polimeryzacji propylenu Metalocen - aktywator alumoksanowy, chiralne Usztywnione przestrzennie ansa-metaloceny, PP hemiizotaktyczny insercja I-rzędowa, PP hemiizotaktyczny mechanizm migracyjny stereokontrola: centrum chiralne stereokontrola jest sprawowana przez centrum chiralne tylko w co drugim akcie reakcyjnym

18 Metody polimeryzacji rozpuszczalnikowo – wytrąceniowa rozpuszczalnikowa wysokotemperaturowa w masie w fazie gazowej

19 Rozpuszczalnikowo - wytrąceniowa ośrodek dyspersyjny – nasycone węglowodory: heksan, heptan, zawiesina – kompleks katalityczny (I generacji) i powstający polimer, monomer i ataktyczny produkt uboczny są rozpuszczalne w węglowodorze, regulator masy cząsteczkowej – czysty wodór lub H 2 O, po polimeryzacji kompleks katalityczny dezaktywuje się gorącym alkoholem,

20 Rozpuszczalnikowo - wytrąceniowa temp. procesu: ºC, ciśnienie: 0,1-1,5MPa, czas: 0,5-10h, Wzrost temp. powoduje zmniejszenie wskaźnika izotaktyczności polimeru; wzrost ciśnienia powoduje wzrost masy cząsteczkowej, a nie wpływa na wskaźnik izotaktyczności.

21 Rozpuszczalnikowo - wytrąceniowa Etapy procesu: przygotowanie mieszaniny katalizatora kompleksowego, polimeryzacja propylenu, oddzielenie nieprzereagowanego monomeru z mieszaniny poreakcyjnej, dezaktywacja katalizatora, przemywanie polimeru, usuniecie resztek katalizatora, wydzielenie PP ataktycznego z roztworu pofiltracyjnego, suszenie, homogenizacja i granulacja polimeru, regeneracja i oczyszczanie rozpuszczalników,

22 Rozpuszczalnikowo - wytrąceniowa

23 Rozpuszczalnikowa wysokotemperaturowa ośrodek dyspersyjny: węglowodorowy rozpuszczalnik, tworzące się PP izotaktyczny i ataktyczny są rozpuszczalne, kompleks katalityczny pozostaje w zawiesinie, temp. procesu: 110ºC, ciśnienie: 0,1-1,5MPa,

24 Rozpuszczalnikowa wysokotemperaturowa

25 Polimeryzacja w masie kompleks katalityczny (II i III generacji) oraz tworzący się PP izotaktyczny i część ataktycznego stanowią zawiesinę w ciekłym monomerze (propylen) nadmiar monomeru jest odparowywany, oczyszczany i zawracany do reakcji,

26 Polimeryzacja w masie temp. procesu: 55-80ºC, ciśnienie: 2,7-3MPa, Zalety: wysoki stopień polimeryzacji, szybka wymiana ciepła, jednakowy rozkład katalizatora w mieszaninie reakcyjnej, małe zużycie energii,

27 Polimeryzacja w masie Etapy procesu: oczyszczanie propylenu, polimeryzacja w obecności katalizatora, granulacja polimeru z jednoczesnym wprowadzeniem środków pomocniczych,

28 Polimeryzacja w masie

29 W fazie gazowej katalizatory III i IV generacji osadzane na nośniku polimeryzacja w reaktorach ze złożem fluidalnym, dzięki dużej aktywności i stereospecyficzności katalizatora zawartość PP ataktycznego w izotaktycznym jest tak mała, że nie jest konieczne jego wydzielanie, temp. procesu: 70-80ºC, ciśnienie: 3-3,5MPa,

30 W fazie gazowej Zalety: małe prawdopodobieństwo zanieczyszczenia produktu, brak etapu regeneracji rozpuszczalnika, mniejsze zagrożenie dla środowiska naturalnego,

31 W fazie gazowej

32 Właściwości

33 Właściwości zależą w znacznym stopniu od ciężaru cząsteczkowego, stopnia polidyspersyjności, taktyczności oraz krystaliczności. Wyroby z PP charakteryzują się: dużą odpornością chemiczną (kwasy, zasady, sole nieorganiczne, benzynę) oraz na działanie wody, odporny na korozję naprężeniową, nieodporny na węglowodory aromatyczne, wymaga stabilizacji na promieniowanie UV, dużą wytrzymałością na zerwanie, podatny na działanie silnych utleniaczy i cieczy niepolarnych, włókna mają dużą elastyczność, małą gęstość (najniższa ze wszystkich znanych włókien sztucznych i naturalnych), temp. stosowania -35 do +130 C, do 150ºC zachowuje kształt,

34 Właściwości odporny na mikroorganizmy, jako napełniacze i wzmacniacze stosuje się głównie talk, mikę, mączkę drzewną, węglan wapnia, włókno szklane, w niskich temperaturach rośnie kruchość PP – modyfikuje się go chemicznie (kopolimeryzacja) lub fizycznie (dodatek elastomerów), w obecności miedzi następuje przyspieszenie procesów oksydacyjnych, w obecności tlenu w wysokich temp. następuje degradacja, ognioodporność można zwiększyć dodając trójtlenek antymonu,

35 Porównanie z PE mniejsza gęstość wyższa temp. zeszklenia wyższa temp. mięknienia wyższa temp. topnienia wyższa odporność na uderzenia w niskiej temp. większa wytrzymałość mniejsza odporność na utlenianie wyższe koszty produkcji

36 Zastosowanie do pracy w wysokich temp. do 373K – w medycynie do artykułów wymagających sterylizacji termicznej, rury do ciepłej wody, wyposażenie domów – futryny, ramy okienne, wanny, brodziki, ścianki działowe, przemysł samochodowy – tablice rozdzielcze, bardzo wytrzymałe włókna – liny okrętowe, sieci rybackie, tkaniny filtracyjne, dekoracyjne, wykładziny dywanowe,

37 folie – materiał opakowaniowy w przemyśle spożywczym, folia izolacyjna w elektronice, folie termokurczliwe, tam gdzie pożądana jest wysoka sztywność, połysk, trwałość kształtu,

38 Zastosowanie stolik ogrodowy pojemniki magazynowe PP wysokoudarowy włókna kaski

39 Zastosowanie osłony do instalacji elektrycznych pojemniki probówki PP elementy rurociągów

40 Przetwórstwo Może być przetwarzany metodami: wtrysku, wytłaczania, wytłaczania z rozdmuchem, prasowania, formowania próżniowego, nakładania powłok metodą fluidyzacji i natrysku płomieniowego, przędzenia włókien ze stopu, wytwarzania spienionych wyrobów,

41 Rozpoznawanie polipropylen jest bardziej twardy od polietylenu - nie ugina się pod działaniem paznokcia, pływa po powierzchni wody, próbka włożona do płomienia topi się, a po zgaszeniu wyczuwa się zapach podobny do parafiny, lecz są wyczuwalne domieszki aromatyczne, polipropylen w odróżnieniu od polietylenu nie rozpuszcza się w tetrachlorku węgla; rozpuszcza się natomiast w chlorobenzenie na gorąco,


Pobierz ppt "POLIPROPYLEN. PROPYLEN tw = - 47,7°C tt = - 185,2°C = 0,61 g/cm 3 propylen wydziela się z frakcji propanowo-propylenowej otrzymywanej przy krakowaniu."

Podobne prezentacje


Reklamy Google