2.4. Получение полипропилена в промышленности

Особенности полимеризации пропилена

Полимеризацией пропилена начали заниматься очень давно, однако получить высокомолекулярный продукт долгое время не удавалось.

Впервые промышленный выпуск полипропилена организовала в содружестве с Натта итальянская фирма «Монтекатини» в конце 1956 г. с использованием стереоспецифических металлоорганических катализаторов. Известно несколько десятков катализаторов стереоспецифической полимеризации пропилена, однако, в промышленной практике используют комплексы на основе треххлористого титана и алюминийорганических соединений. Предполагают, что комплекс включает в координационную связь алкильную группу:

Cl TiCl Al C2H5

Cl CH C2H5

CH3

Образование активного центра, начинающего полимеризацию, происходит, вероятно, по связи титан–углерод.

При полимеризации пропилена образуются длинные цепи

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

C

C

,

H2

CH H2

CH H2

CH H2

CH

3

3

3

3

в которых метильные группы могут занимать различное положение и относительно друг друга, и относительно основной цепи.

Если метильные группы расположены по одну сторону от плоскости основной цепи, то такой полимер называется изотактическим. Если метильные группы расположены со строгой последовательностью по различные стороны от плоскости основной цепи, то такой полимер называется синдиотактическим. Если метильные группы расположены беспорядочно без какой-либо последовательности, то это – атактическая структура.

Наибольшую ценность представляют полимеры регулярной структуры – изотактические и синдиотактические. Регулярные структуры обеспечивают полипропилену высокую степень кристалличности, высокую температуру плавления, прочность и стойкость к растворителям. Атактический полипропилен – аморфный материал с низкой температурой плавления, а потому является

43

нежелательной примесью к кристаллическому продукту. Изомеры различаются даже по внешнему виду.

Изотактический полипропилен – порошок белого цвета, а атактический – каучукоподобная масса или высоковязкая жидкость, не кристаллизующаяся при охлаждении.

	Характеристика изомеров полипропилена				Таблица 2.4
Стереоизомеры	Плотность,	Температура	Характеристическая		Степень
		плавления,			кристалличности,
полипропилена	кг/м3		вязкость
		°С			%
Изотактический	900–920	165–175	2,1		68
Атактический	850	70–90	0,46		0
Стереоблочный	850–900	114–170	0,5–1,2		27–64

Наибольшее применение нашел изотактический полипропилен, поэтому усилия технологов и ученых направлены на создание технологического процесса, способствующего максимальному выходу изотактического полипропилена.

Синдиотактический ПП производится в небольших масштабах в присутствии гомогенного катализатора из четыреххлористого ванадия и дибутилалюминийхлорида в полярных органических растворителях (бензоле, фуране) при температуре −40... −70 °С.

Промышленное производство полипропилена

Процесс производства полипропилена включает следующие стадии:

1.приготовление катализаторного комплекса и его дозировка в реактор (возможна раздельная подача компонентов катализатора в зону реакции);

2.полимеризация пропилена и регулировка молекулярной массы полипропилена водородом;

3.дегазация пропилена и отмывка полипропилена от катализатора;

4.центрифугирование полимера от растворителя, продуктов разложения катализатора и атактического полипропилена;

5.сушка полипропилена и введение добавок (стабилизаторов и красителей);

6.экструзия и гранулирование полипропилена;

7.гомогенизация, расфасовка и складирование полипропилена;

8.регенерация растворителя и возвращение его в рецикл;

9.очистка непрореагировавшего пропилена и возвращение его в рецикл.

44