Method Article

Ethylenpolymerisationen Mit Parallel Druckreaktoren und eine kinetische Analyse chain transfer polymerization

DOI:

10.3791/53212

⸱

November 27th, 2015

 , 
1Department of Chemistry, University of Minnesota - Twin Cities

In This Article

Summary

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Ein Protokoll für die Hochdurchsatzanalyse von Polymerisationskatalysator, Kettenübertragungs Polymerisationen Polyethylen Charakterisierung und Reaktions kinetische Analyse wird vorgestellt.

Abstract

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Wir demonstrieren ein Verfahren zum Hochdurchsatz-Katalysatorscreening unter Verwendung eines parallelen Druckreaktor ausgehend von der anfänglichen Synthese eines Nickel α-Diimin Ethylenpolymerisationskatalysator. Anfangs Polymerisationen mit dem Katalysator führen zu optimierten Reaktionsbedingungen, einschließlich der Katalysatorkonzentration, Ethylendruck und Reaktionszeit. Verwendung von Gas-Aufnahme-Daten für diese Reaktionen wird ein Verfahren die anfängliche Ausbreitungsrate (k p) zu berechnen, ist dargestellt. Unter den optimierten Bedingungen, die Fähigkeit des Nickel α-Diimin-Polymerisationskatalysator Kettenübertragungsreagens mit Diethylzink (ZnEt 2) während der Ethylenpolymerisation unterzogen wurde, untersucht. Ein Verfahren, um die Fähigkeit des Katalysators zur Kettenübertragung (von Molekulargewicht und 13 C-NMR-Daten) Kettenübertragungsraten (k e) unterzogen werden, die Berechnung der Grad der Kettenübertragung und zu berechnen, ist einzuschätzen ist.

Introduction

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Polyolefine sind eine wichtige Klasse von industriellen Polymeren mit Anwendungen in Thermoplasten und Elastomeren. Bedeutende Fortschritte bei der Gestaltung von Single-Site-Katalysatoren zur Herstellung von Polyolefinen ist, um die einstellbare Molekulargewicht, Polydispersität und Polymermikrostruktur, die eine Vielzahl von potentiellen Anwendungen führt geführt. 1-3 In jüngerer Kettenübertragung und Ketten pendelt Polymerisationen wurden entwickelt, um eine zusätzliche Strecke, um die Eigenschaften des Polymers zu modifizieren, ohne den Katalysator zu modifizieren ergeben. 4-6 Dieses System verwendet ein Single-Site-Übergangsmetall-Katalysat....

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Protocol

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Achtung: Bitte beachten Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter (MSDS) vor dem Gebrauch. Einige der Chemikalien in diesen Synthesen verwendet werden, sind akut giftig und krebserregend, während mehrere sind pyrophor und an der Luft entzünden. Bitte verwenden Sie alle geeigneten Sicherheitspraktiken bei der Durchführung dieser Reaktionen einschließlich der Verwendung von technischen Massnahmen verwendet (Abzugshaube, Handschuhfach) und persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe, Labormantel, in voller Länge Hosen, geschlossene Schuhe). Teile der folgenden Verfahren beinhalten Standard-Luft-Handling-Techniken.

1. Herstellung v....

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Results

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Der Ethylengasverbrauch als Funktion der Zeit ist in Figur 1 für die verschiedenen Ethylendrücken getestet dargestellt. Diese Daten werden zur optimierten Reaktionsbedingungen zu bestimmen. Der Ethylengasverbrauch als Funktion der Zeit ist in 2A für den Katalysator allein Proben, die verwendet werden, um die Ausbreitungsgeschwindigkeit (k p) zu berechnen, ist dargestellt. 2B zeigt Gelpermeationschromatographie (GPC) verfolgt für Kettenübertragungs Po.......

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Discussion

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Ein Methyl substituiertes kationischen [α-Diimin] NiBr 2 Ethylenpolymerisationskatalysator mit MAO aktiviert wurde für seine Kompetenz für die Ethylen-Kettenübertragungs Polymerisationen sucht. Die Reaktionen wurden über die Gasaufnahmemessungen überwacht werden, um die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Polymerisation und die Katalysatorlebenszeit, und das Molekulargewicht der resultierenden Polymere wurden mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt, zu bestimme.......

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Disclosures

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Die Autoren erklären, keine konkurrierenden finanzielles Interesse.

Acknowledgements

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Finanzielle Unterstützung wurde von der University of Minnesota (Start-up-Fonds) und dem ACS Petroleum Research Fund (54225-DNI3) zur Verfügung gestellt. Anschaffungen für die Chemie-Abteilung NMR-Anlage wurden durch einen Zuschuss von der NIH (S10OD011952) mit passenden Mitteln aus der Universität von Minnesota unterstützt. Wir erkennen die Minnesota NMR-Zentrum für Hochtemperatur-NMR. Die Finanzierung für die NMR-Messtechnik wurde von dem Büro des Vizepräsidenten für Forschung, der Medical School, College of Biological Science, NIH, NSF und der Minnesota Medical Foundation zur Verfügung gestellt. Wir danken John Walzer (ExxonMobil) für ein Geschenk von PEEK Hochdur....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Endeavor DruckreaktorBiotageEDV-1N-L
SchaufelräderBiotage900543
GlasauskleidungenBiotage900676
2,3-Butandion, 99%Alfa Aesar A14217
2,6-Dimethylanilin, 99%Sigma AldrichD146005
Ameisensäure, 95%Sigma AldrichF0507
Methanol, 99,8 %Sigma Aldrich179337ACS Reagenz
Nickel (II)-bromid, 99 %Strem28-1140wasserfreies, hygroskopisches
Triethylorthoformiat, 98 %Sigma Aldrich304050getrocknet mit K2CO3 und destilliertem
1,2-Dimethoxyethan, 99,5 %Sigma Aldrich259527getrocknet mit Na/Benzophenon und destilliertem
Pentan, 99%FisherP399HPLC Grade *
Dichlormethan, 99,5FisherD37ACS Reagenz *
Toluol, 99,8FisherT290HPLC Grade *
MethylaluminiumoxanAlbemarleMAOpyrophorisch, 30% in Toluoldiethylzink
, 95%Strem93-3030pyrophor
1,2,4-Trichlorbenzol, 99%Sigma Aldrich296104
1,1,2,2-Tetrachlorethan-D2, 99,6%Cambridge-IsotopeDLM-35
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References

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  1. Gibson, V. C., Spitzmesser, S. K. Advances in Non-Metallocene Olefin Polymerization Catalysis. Chem. Rev. 103 (1), 283-316 (2002).
  2. Coates, G. W. Precise Control of Polyolefin Stereochemistry Using Single-Site Metal Catalysts. Chem. Rev. 100 (4), 1223-1252....

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Ethylene PolymerizationParallel Pressure ReactorCatalyst ScreeningChain Transfer AnalysisGas Uptake MeasurementGel Permeation ChromatographyCarbon NMR SpectroscopyMolecular Weight DeterminationKinetic AnalysisHigh Throughput Polymerization

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