Typische Katalysatoren
Im Folgenden wird ein typisches Rezept für die Herstellung eines Ziegler-Natta-Trägerkatalysators beschrieben, um die einzelnen Schritte und die Veränderungen, die bei den verwendeten Verbindungen während der verschiedenen Schritte auftreten, zu verdeutlichen.
Alle Arbeiten werden unter kontrollierter Atmosphäre (H2O- und O2-frei) in Handschuhkästen und Schlenk-Röhren durchgeführt.
1) Dehydrierung:
1.a) Man beginnt mit 75 g reinem Cl2Mg;
1.b) Es wird 30 Minuten lang unter einem Strom von reinem ClH (g) bei 380 C behandelt; am Ende dieses Vorgangs werden etwa 8 ml H2O gewonnen.
1.c) Die Temperatur wird unter Argon-Atmosphäre auf 430 C erhöht, und die Baugruppe wird eine Stunde lang im Vakuum gehalten, gefolgt von 5 Stunden.
Das so erhaltene wasserfreie Cl2Mg wird als Träger I bezeichnet
2) Zugabe von Ethylbenzoat (EB) und Mahlen:
2.a) Um eine teilweise Modifizierung des katalytischen Substrats zu erreichen (Träger im weitesten Sinne, aber mit Auswirkungen auf die Stereospezifität des resultierenden Katalysators), wird EB in einem Verhältnis von 0,155 Mol EB pro Mol Cl2Mg zugegeben.
2.b) Es wird in einer Kugelmühle gemahlen, die mit zylindrischen Porzellanelementen bestückt ist.
2.c) Das gemahlene Produkt wird fünfmal mit n-Heptan gewaschen und sorgfältig getrocknet.
Das so erhaltene teilweise modifizierte Cl2Mg wird als Träger II bezeichnet.
3) Zusatz von p-Kresol:
3.a) Zur Vervollständigung der Modifizierung des katalytischen Substrats, um das stereospezifische Verhalten des resultierenden Katalysators zu verbessern, wird p-Cresol (PC) in einem Verhältnis von 0,5 Mol PC pro Mol Cl2Mg zugegeben. Die Zugabe erfolgt durch tropfenweise Zugabe des Modifikators zu einer Suspension von Träger II in tridestilliertem wasserfreiem n-Heptan für eine Stunde unter ständigem Rühren.
3.b) Das feste Produkt wird mit frischem n-Heptan gewaschen und getrocknet. Das so erhaltene modifizierte Cl2Mg wird als Träger III bezeichnet.
4) Zugabe von Triethyl-Alumnium (TEA):
4.a) Eine teilweise Aktivierung des katalytischen Substrats, das dann dem Übergangsmetall zugesetzt wird, erfolgt durch Zugabe von TEA in einem Verhältnis von 2 Mol TEA pro Mol PC. Nach Zugabe des Aktivators wird eine Stunde lang gerührt. Während dieses Vorgangs wird für jedes Mol PC ein Mol C2H6 freigesetzt (dies wird durch Auffangen und Analysieren der freigesetzten Gase überprüft).
4.b) Das feste Produkt wird gewaschen, durch Filtration gewonnen und getrocknet.
Das so erhaltene modifizierte und teilweise aktivierte Cl2Mg wird als Träger IV bezeichnet.
5) Zusatz von Titaniumchlorid:
5.a) Schließlich wird das Übergangsmetall aus der Reaktion von 10 ml Cl4Ti pro 1,55 g IV Support, suspendiert in 5 ml n-Heptan, bei 100 C zugegeben.
5.b) Das feste Produkt wird gewaschen, durch Filtration gewonnen und getrocknet.
Der erhaltene Feststoff ist der Katalysator. Im Polymerisationsreaktor erfolgt die endgültige Aktivierung durch Zugabe des entsprechenden Co-Katalysators.