Polimeryzacja etylenu z wykorzystaniem równoległych reaktorów ciśnieniowych i analiza kinetyczna polimeryzacji z przeniesieniem łańcuchowym

Ogólnym celem tej procedury jest ustanowienie polimeryzacji o wysokiej przepustowości i ocena zdolności katalizatora do przenoszenia łańcucha poprzez szczegółową charakterystykę i analizę kinetyczną otrzymanego polimeru. Metoda ta pomaga odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące katalizy polimeryzacyjnej połączonej z nowo zaprojektowanymi katalizatorami, które mogą wykorzystywać przenoszenie łańcuchów do tworzenia wydajnych dróg do różnych polimerów. Główną zaletą tej techniki jest to, że polimeryzacja o wysokiej przepustowości pozwala na skuteczne przesiewanie katalizatorów i bezpośrednie porównania katalizatorów w szerokim zakresie warunków reakcji.

Tę technikę zademonstruje dr Ryan Hugh, doktor habilitowany w moim laboratorium. Najpierw rozpuść jeden mililitr dwóch trzech butanów Dion i 2,8 mililitra dwóch sześciodimetyloanniny w 20 mililitrach metanolu w 100-mililitrowej kolbie okrągłodennej. Po dodaniu 0,4 mililitra kwasu mrówkowego mieszaj reakcję w temperaturze pokojowej, aż diamina się wytrąci, co zwykle trwa od jednej do dwóch godzin.

Następnie przefiltrować mieszaninę reakcyjną frytą szklaną i kolbą filtracyjną i przemyć żółte ciało stałe 20 mililitrami zimnego metanolu. Następnie wysuszyć ciało stałe in vao. W schowku na rękawiczki połącz jeden gram dim eth bromku niklu i 1,1 grama biz.

Dwa sześć dimetylofenylu, dwa trzy butany Dion w 50-mililitrowej kolbie okrągłodennej, dodać 20 mililitrów di chlorometanu i mieszać przez noc w temperaturze pokojowej. Następnego dnia przefiltrować mieszaninę reakcyjną za pomocą fryty szklanej i kolby filtracyjnej. Przemyć brązowe ciało stałe 75 mililitrami chlorometanu i wysuszyć w vao.

Przygotować 0,001 molowy roztwór podstawowy katalizatora, dodając 0,0041 grama wcześniej przygotowanego katalizatora bromku niklu do fiolki z 7,5 mililitrami toluenu do mieszania zawiesiny niklu. Dodaj 0,5 mililitra 30% metyloluanu do toluenu. Mieszać przez minutę, zmieniając mieszaninę reakcyjną z brązowej zawiesiny na roztwór.

Następnie przygotuj 1,2-molowy roztwór datylowego, rozpuszczając 0,25 mililitra datylowego w 1,75. Mililitry toluenu uruchamiają wszystkie reakcje polimeryzacji w równoległym reaktorze ciśnieniowym z mieszaniem nad głową umieszczonym w programie z azotową atmosferyczną komorą rękawicową. Polimeryzacja w oprogramowaniu wskazująca całkowitą objętość reakcji jako trzy mililitry.

Gazem płuczącym jest azot. Gazem reakcyjnym jest etylen. Ciśnienie wynosi od 15 do 150 PSI, a czas reakcji wynosi jedną godzinę.

Konfiguracja reaktora, w tym dodanie odczynników i rozpuszczalników, programowanie oprogramowania i zabezpieczenie zespołu do przechowywania nad głową, jest najbardziej krytycznym krokiem. Następnie włóż szklaną wkładkę fiolki reakcyjne do ośmiu studzienek. Dodać odczynniki zgodnie z tabelą pierwszą.

Użyj narzędzia do pogłębiania, aby upewnić się, że szklane wkładki znajdują się na odpowiedniej wysokości. Następnie włóż wirniki łopatek do zespołu napowietrznego. Po napełnieniu fiolek reakcyjnych i upewnieniu się, że pierścienie uszczelniające o przekroju okrągłym są prawidłowo osadzone w metalowych rowkach, ostrożnie umieść zespół mieszający nad głową na podstawie i przykręcaj naprzemiennie.

Gdy wszystkie zostaną wystarczająco dokręcone, naciśnij start w oprogramowaniu. Monitorowanie reakcji za pomocą pomiarów poboru gazu. Po jednej godzinie polimeryzacji wyjąć fiolki reakcyjne ze schowka rękawicowego, wytrącić polietylen z dodatkiem 5% kwasu solnego w metanolu.

Następnie usuń rozpuszczalnik i wysusz polimer w próżni. Po określeniu wydajności polimeru rozpuszcza 0,002 grama polimeru w dwóch mililitrach 1: 2, 4 tri chlorobenzenu w temperaturze 135 stopni Celsjusza. Użyj chromatografii żelowej lub GPC, aby przeanalizować masę cząsteczkową i wskaźnik dyspersji suszonego polietylenu.

Ta próbka jest teraz gotowa do umieszczenia na wysokotemperaturowym GPC w celu analizy. Następnie rozpuść 0,05 do 0,08 grama polimeru w 0,5 mililitra zdeznamionowego tetrachloro etanu w temperaturze 130 stopni Celsjusza. W przypadku wysokotemperaturowej spektroskopii węglowej NMR, analizy polimeryzacji łańcuchowej, należy napełnić reaktor i zaprogramować oprogramowanie zgodnie z wcześniej opisanymi procedurami i analizą.

Zużycie gazu etylenowego w funkcji czasu jest tutaj przedstawione dla różnych badanych ciśnień etylenu. Zużycie gazu etylenowego w funkcji czasu przedstawiono tutaj dla próbek samego katalizatora, który służy do obliczania szybkości propagacji. Przedstawiono tutaj ślady GPC dla polimeryzacji z przeniesieniem łańcuchowym z zerem do 1000 etylowego.

GPC służy do obliczania masy cząsteczkowej i dyspersji próbek polimerów. Widma węglowego NMR próbek polietylenu z pełnej serii oraz powiększone widmo z oznaczonymi pikami są pokazane tutaj. Dane dotyczące masy cząsteczkowej są wykorzystywane do obliczenia liczby zainicjowanych łańcuchów i wykresu Mayo.

Dopasowanie wykresu Mayo służy do obliczenia stosunku szybkości przenoszenia łańcucha do szybkości propagacji, która służy do obliczania szybkości przenoszenia łańcucha Po opanowaniu polimeryzacja ta może zostać wykonana w ciągu dwóch godzin, jeśli zostanie wykonana prawidłowo. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby dokładnie dozować roztwory podstawowe do fiolek reakcyjnych, upewnić się, że reaktor jest prawidłowo skonfigurowany, a górny zespół mieszający jest odpowiednio zabezpieczony na miejscu. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak skonfigurować polimeryzację o wysokiej przepustowości, scharakteryzować otrzymany polimer i ocenić zdolność katalizatora do przejścia łańcucha poprzez analizę kinetyczną.

Nie zapominaj, że dathyl, i luminoks metylowy są piroforyczne i wolne od powietrza. Podczas wykonywania tej procedury należy zawsze stosować techniki.