Etheenpolymerisaties gebruik van parallelle drukreactoren en een kinetische analyse Chain Transfer Polymerisatie

Het algemene doel van deze procedure is om een hoogdoorvoerpolymerisatie op te zetten en het vermogen van een katalysator om ketenoverdracht te ondergaan te beoordelen door middel van gedetailleerde karakterisering en kinetische analyse van het resulterende polymeer. Deze methode helpt bij het beantwoorden van belangrijke vragen in polymerisatiekatalyse die gekoppeld zijn aan nieuw ontworpen katalysatoren, die ketenoverdracht kunnen benutten om efficiënte routes naar een verscheidenheid aan polymeren te produceren. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat hoogdoorvoerpolymerisaties efficiënte katalysatorscreening en directe vergelijkingen van katalysatoren mogelijk maken over een groot scala aan reactieomstandigheden.

Dr. Ryan Hugh, een postdoc in mijn laboratorium, zal deze techniek demonstreren. Los eerst één milliliter van twee drie butaan Dion en 2,8 milliliter van twee zes dimethyl annin op in 20 milliliter methanol in een 100 milliliter ronde bodemkolf. Voeg na het toevoegen van 0,4 milliliter mierenzuur, de reactie bij kamertemperatuur om te roeren totdat het diamine precipiteert, wat doorgaans één tot twee uur duurt.

Filter vervolgens het reactiemengsel met een glazen frit en filterkolf en was het gele vaste materiaal met 20 milliliter koud methanol. Droog vervolgens het vaste materiaal in vao. Combineer in een handschoenenkast één gram dim eth nikkelbromide en 1,1 gram biz.

Twee zes dimethyl fenyl, twee drie butaan Dion in een 50 milliliter ronde bodemkolf, voeg 20 milliliter di chloor methaan toe en roer overnacht bij kamertemperatuur. Op de volgende dag, filter het reactiemengsel met een glazen frit en filterkolf. Was het bruine vaste materiaal met 75 milliliter chloor methaan en droog in vao.

Bereid een 0,001 molaire katalysatorvoorraadoplossing door 0,0041 gram van de eerder bereide nikkelbromide katalysator toe te voegen aan een flesje met 7,5 milliliter tolueen naar de roerende nikkelsuspensie. Voeg 0,5 milliliter van 30% methyl luane in tolueen toe. Roer gedurende één minuut, waarbij het reactiemengsel verandert van een bruine suspensie naar een oplossing.

Bereid vervolgens een 1,2 molaire dathyl zink oplossing door 0,25 milliliter dathyl zink op te lossen in 1,75. Milliliter tolueen. Zet alle polymerisatiereacties op in een parallelle drukrector met overhead roeren in een stikstof-atmosferische handschoenenkast programma. De polymerisatie in de software geeft het totale reactievolume aan als drie milliliter.

Het purgegas is stikstof. Het reactiegas is ethyleen. De druk is 15 tot 150 PSI en de reactietijd is één uur.

Het opzetten van de reactor, inclusief het toevoegen van de reagentia en oplosmiddelen, het programmeren van de software en het bevestigen van de overhead opslagsamenstelling, is de meest cruciale stap. Plaats na dit proces de glazen liner reactievials in de acht putjes. Voeg de reagentia toe volgens tabel één.

Gebruik het diepteloket om ervoor te zorgen dat de glazen liners op de juiste hoogte staan. Plaats vervolgens de mesimpellers in de overhead samenstelling. Nadat de reactievials gevuld zijn en ervoor gezorgd is dat de O-ringen goed in de metalen groeven zitten, plaats de overhead roersamenstelling voorzichtig op de basis en schroef in een afwisselende wijze vast.

Zodra alle schroeven voldoende vastgedraaid zijn, druk op start in de software. Controleer de reactie via gasopnamemetingen. Verwijder na één uur polymerisatie de reactievials uit de handschoenenkast, precipiteer polyethyleen met de toevoeging van 5% zoutzuur in methanol.

Verwijder vervolgens het oplosmiddel en droog het polymeer onder vacuüm. Na het bepalen van de polymeeropbrengst, lost 0,002 gram van het polymeer op in twee milliliter van 1 2 4 tri chloor benzeen bij 135 graden Celsius. Gebruik gel permeatiechromatografie of GPC om het molecuulgewicht en dispersiteitsindex van het gedroogde polyethyleen te analyseren.

Deze steekproef is nu klaar om op een GPC met hoge temperatuur te worden geplaatst voor analyse. Los vervolgens 0,05 tot 0,08 gram van het polymeer op in 0,5 milliliter van derated tetra chloor eth ethaan bij 130 graden Celsius. Voor hoogtemperatuur koolstof NMR spectroscopie analyse voor ketenoverdracht polymerisatie vult u de reactor en programmeert u de software volgens de eerder beschreven procedures en analyse.

Het verbruik van ethyleengas versus tijd wordt hier gepresenteerd voor de verschillende geteste ethyleen drukken. Het ethyleengasverbruik versus tijd wordt hier getoond voor de katalysator alleen monsters, die wordt gebruikt om de snelheid van propagatie te berekenen. GPC sporen voor ketenoverdracht polymerisaties met nul tot 1000 van ethyl zink worden hier weergegeven.

De GPC wordt gebruikt om het molecuulgewicht en de dispersiteit van de polymeer monsters te berekenen. De koolstof NMR spectra van de polyethyleen monsters van de volledige serie en een ingezoomd spectrum met de pieken gelabeld worden hier getoond. De molecuulgewicht gegevens worden gebruikt om het aantal geïnitieerde ketens en de Mayo plot te berekenen.

De pasvorm van de Mayo plot wordt gebruikt om de verhouding van de snelheid van ketenoverdracht tot de snelheid van propagatie te berekenen, die wordt gebruikt om de snelheid van ketenoverdracht te berekenen. Eenmaal beheerst kan deze polymerisatie in twee uur worden uitgevoerd als deze correct wordt uitgevoerd. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de stockoplossingen nauwkeurig in de reactievials te doseren, ervoor te zorgen dat de reactor correct is geconfigureerd en de overhead roersamenstelling goed op zijn plaats is bevestigd. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u een hoogdoorvoerpolymerisatie kunt opzetten, het resulterende polymeer kunt karakteriseren en het vermogen van een katalysator om ketenoverdracht te ondergaan kunt beoordelen door middel van kinetische analyse.

Vergeet niet dat dathyl, zink en methyl luminox pyrofoor en luchtdicht zijn. Technieken moeten altijd worden gebruikt bij het uitvoeren van deze procedure.