DE1954749A1 - Verfahren zur Polymerisation von AEthylen - Google Patents
Verfahren zur Polymerisation von AEthylenInfo
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Description
DR.-ING. H. FINCKE DIPL.-INQ. H. BOHR niPL.-ING. S. STAEGER
Fernruf: '20 6060
S MÜNCHEN S, M0ll.r„r=e. 31
3 Q QKT. 1969
Kappe 22102 - Dr.K,
ICI Gase Pe21468/21490
ICI Gase Pe21468/21490
!IMPERIAL CHEMICAL IKDU3TRIJS3 LTD,
London. Großbritannien
Verfahren zur Polymerisation von Äthylen
Prioritäten: 30» Oktober 1968 und 8O November 1968 Großbritannien
Die Erfindung bezieht sich auf die Polymerisation von Äthylen
Äthylen kann nach zwei verschiedenen Verfahren polymerisiert werden, die. beide industriell im großen Maßstab durchgeführt
werden.
009849/1852
ORIGINAL INSPECTED
Beim ersten Verfahren wird Äthylen unte.o och ;r Teeraeratrn und
hohem Druck polymerisiert, beispielsweise oL .Thrlb \?5 C ncl
oberhalb 5OO at. und inabesondere bei 140--3CG0J ιιτ,ο. 1Ο(,Ο·-'3( 0 st t
und darüber t Die Polymerisation wird in '---^e twart einer ' ,rbindung
ausgeführt; die freie Radikale erzeugen kanx. in typischer Weise eine Peroxyyerbindung, welche ;Ί j PoLyraeri38.i onainitiator
dient, Dieses Verfahren ergibt ein rerziwei^tket ,iges
Polyäthylenproduktc Das Verfahren wird häui'i ; als "l·. ochdr ickverfahren"
bezeichnet -.
Nach der Entwicklung des Hochdruckverfahrerr: vmri? £-;:;ronc .21,
daß es möglich ist, Äthylen bei niedriger Te iperatur be:' ;pielsweise
unterhalb 100 C und gewöhnlich iin Bere .ch 70η '.0-8C 'C1
und bei niedrigem Druck, beispielsweise 10 a; und so/:nr -,. ;i
atmosphärischem Druck, zu polymerisieren, i-i ; bri diesem
letzteren Verfahren verwendeten Katalyaatare 1 sind ij-iaglt :e
Organometallverbindungen, die manchiral alvS '' -iie^lsr-i'ata- rsa-·
toren" bezeichnet werden- Der nusdruck "Zieg .er-Kaialysai se"
vrird dazu verwendet, eine Kombination aus ei ier VerL-,.ndm ι
eines übergcmgsmetalls der Uebengruppen ITs- 7Ta des Perle iensystems
und aus einer Organometallverb.indur-g eir-es L-^tall 1
der Gruppen I-III des Periodensystems au 'bee ihreiben %'L·
weit verwendetes Zdegler-Eatalysator-Syste:. /as.i ert p.uf fine r
Titanverbindung, beispielsweise Titaritetrack .cr:ld od. ^x 'Ej ;antrichloridj
und auf einer Aluminiunverüind/ar· :; beisplelsv-iise
Aluminiumtriäthyl oder AluminiumdiäthyXchlor Λ, Das Prodi, et
des Ziegler-Verfahrens oder "Niederdrückten: ihrens" .Lst e-.-.n
lineares Polyäthylen, welches nur eine geriu rs Kette:iv8r?,:/e.igung
zeigt und welchea einen Schmelzpunkt in der Gegend ν rn.
130 C besitzt; der Schmelzpunkt eines typiscien Hochdruckpolyäthylens
liegt dagegen im Bereich -ron 11 )=115°Cr Weitarhin
ist die Dichte des Niederdruckpoly«ätbyle is gewöhiiliqh
höher als diejenige des Hochdruckpolyä-chyleD?a Typische n'erte
hierfür sind mehr als 0,95» gewöhnlich ungefähr Of96, für
Niederdruckpolyäthylen, und weniger als OF933 für Hochdruck-
009849/1852
BAD
ο , : ty.t'. ?ι
i;. - >r 'vi .,inc hen P-.r.cntcchrif'f; 828 826 ißt ein Verjähren zur
io~; -lei'ii.r.tj-ori von Olefinen insbesondere Äthylen, bei eil er
1\ !n- ~vi\-'t -:oi- niiü.if.srt.cns '75 C und einem Druck von n.indesxoi/j
50' > al besohl i.obeu, wöbe j ein Katalysator dei1 Zieglt-r-T1'-]'.-.:
verwendet wird, aber die Dichte des roiyäthyloni:rodul"ts«
w lciicr: r.::br:i erh«3 i.en wird. Uberschreito-t in keinem PaJLIc
U c>u I'ät'i.uii; veriahrcji wirdo/auf einer gioßtechnischen joafiie
•it1·-".:; 'λ-:.·.· iij"λj.ndung vir5 aiii Varfahren zur Polymerisation von
Äthylen ν·Τ{;-.:tu;blager.f bei irelchem Äthylen bei einer Tempera-
i\n von n;; clv., weniger r^ls 125 C und einem Druck von nicht we-ϊ;.·.;'-;'.·
'ti:- %-V at, typiochen/eise im Bereich von 140-300 C
ur-Λ. -CvH "'CK"; at, untei* Verv.'eiidung eines Ejatalvsator3 der
.'ic; Xer-'iypc· rolymiriaibrt \fird,; wobei dei* Katalysator eine
i-cjabiuation axis einem Organoaluminiuioaktivator und einer
dreiwertiger Titanlcomponente ist. und uobei die dreiwertige
. j trnkcir/fcnente fein zerteilt worden istf indem die genanrte
cireivertife Titmikonponente, entweder alleine oder in Gegtnwr.rt
cinec. -OiV^anofuLuniniianaktiVators, als katalysator für die
!reduktion c:ir,er kleinen Hen^e eines amorphen Polymers (wie
ir. der iOl,:e definiert) .verwendet worden ist.
ϋε wird bfvcrav^t, aber es ist nicht wesentlich, daß bei der
Polymerisation des Äthj'lens die bedingungen der Temperatur
ur.d des PrucV.s derart sind, da:? das I-olymerisationereactions-1
gemisch eine .einaige fließfähige Phase bildet und als solche
verbleibt, bis sie aue der Heaktionszone entnommen worden ist
oder bie CLe Polymerisation suende ist» Die Anzeichen? ob die
Pclj'merisation in einer einzigen fließfähigen Phase erfolgt
cdar nxchtr sind für einen Fachmann leicht zu erkennen oder
Find auf.; csn Daten zu entnehmen,- die in "Fluid. Phase
Eeu-ilibria ir. the System Polyethylene ~ Eth3aene"5 I und IIf
Rec. Trrv C^i?. 8^- 261 (\?β^'ί (von. iJwelhein, de Svaen Arc-is
009849/1852 BAD ORIGINAL^ '
und Diepen), und 85, 504 bis 516 (1966) (von Koningsveld, Diepen und Ohermin) angegeben sind* Der Druck, bei der eine
einzige fließfähige Phase gebildet wird, ist für lineare Polyäthylene etwas höher als für verzweigte Polyäthylenef die
bei den Messungen in den Artikeln von Diepen et al verwendet wurden, und sie würden in typischer Weise für die gleiche
Temperatur und die gleiche Konzentration 100-200 at höher liegen., Die Einphesen/Zweiphasen-G-renze wird auch etwas durch
das Molekulargewicht des Polymers beeinflußt; sie liegt für die höhermolekularen Polymeren bei höheren Drücken0 Der
Mindestdruck und die Hindeattemperatur:. bei der die Reaktion
in einer einzigen fließfähigen Phase verlaufen, sind voneinander abhängig. Um ein Homopolymer bei einer Temperatur von
1400C zu erse-igen, ist ein Druck oberhalb 1800 at erf orderlich
, während bei einer höheren Temperatur ein niedrigerer Druck verwendet werden kann, beispielsweise 200 C und 15^0 at,
um eine einzige fließfähige Phase zu erzielen, Es ist jedoch
gewöhnlich erwünscht, Reaktionsbedindungen beträchtlr.ch über
dem notwendigen Kinimalwert auszuwählen um sicherzustellen,
daß Einphasenbedingungen aufrechterhalten werden, wenn eich Parameter, wie z.Be das Molekulargewicht oder die Polyraerkonzentration,
ändern*
Kb wurde gefunden, daß die Verwendung von Drücken und lemperaturen
unterhalb denjenigen, bei denen die Reaktion in einer einzigen fließfähigen Phase stattfindet, ein ungleichförmiges
Produkt ergeben. Eine Trennung; in zwei Phasen kann die Entnahme des Produkts aus der Reaki ionszone verzögern,,
wobei eine Vernetzung oder ein Abbau eintreten kann.
Die Polymerisation wird vorzugsweise bei einer Temperatur
zwischen 160 und 260 C ausgeführt. Bei diesen Temperaturen wird es bevorzugt, unter einem Druck von mindestens 1400 at
zu arbeiten, um sicherzustellen, daß die Reaktion in einer
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BAD
... 3 -einzigen fließfähigen Phase verläuft.,
Wie beim herkömmlichen Hoehdruckäthylenpolymerisationsverfahren,
werden die Temperatur und der Druck, die verwendet werden sollen,· aus der Erfahrung und durch Versuch vorherbestimmte
um ein Produkt herzustellen^ das die gewünschte Balance von Eigenschaften aufweist, Bei einem kontinuierlichen
Verfahren wird der Reaktionsdruck auf dem vorbestimmten Wert gehaltenf und die Geschwindigkeit des Einspritzens des Katalysators
wird so gesteuert, daß die Reaktion bei der vorbestimmten Temperatur gehalten wirdo
Das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Polyäthylenprodukt
enthält nur kleine Mengen Katalysatorrückstände, wie dies weiter unten erläutert werden wirdo Weiterhin besitzt
das Polyäthylen gewöhnlich eine Dichte von mehr als 0,955 g/cm, eine schmale Molekulargewichtsverteilung und
eine hohe Reißdehnung. Die schmale Molekulargewichtsverteilung kann auf den verschiedensten Wegen festgestellt werden.
Ein allgemein anerkanntes Verfahren zur Bestimmung einer achmalen
Molekulargewichtsverteilung ist die Bestimmung des Verhältnisses M^/Mjj» worin M^ das gewichtsmäßige durchschnittliche
Molekulargewicht ist und M das zahlenmäßige durchschnittliche Molekulargewicht ist» Ein weiteres Verfahren,, welches verwendet
werden kann, um eine enge Molekulargewichtsverteilung
festzustellen, ist die Geldurchdringungschromatographie„■ Wei-,
terhin kann eine schmale Molekulargewichtsverteilung durch die Bestimmung einer Eigenschaft festgestellt werden, die
von der Molekulargewichtsverteilung abhängt; eine solche Eigenschaft ist der Spannungsexponent der Schmelzviskosität t
der zunimmt, wenn die Molekulargewichtsverteilung breiter
wirdo Es wurde gefunden, daß viele Polymere 9 die gemäß der
Erfindung hergestellt worden sind, ein Verhältnis M/M von
4*0 oder weniger aufweisen^ was eine schmale Molskulargewiehtsverteilung
anzeigt» Ein Vorteil einer schmalen Molekulargewichtsverteilung von Polyäthylen besteht darin, daß dadurch eine
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BAD
gute mechanische Festigkeit und Widerstandsfähigkeit -*egen
Unsgebungsspannungsrißbildung (environmental stress cracking)
erzielt wird,,
Es ist klar, daß das erfindungsgemäße Verfahren absatzweise
ausgeführt werden kann, aber es wird bevorzugt, die Polymerisation
auf kontinuierlicher Basis durchzuführen -. Beim Arbeiten auf einer kontinuierlichen-Basis kann das Verfahren in
einem kontinuierlichen gerührten Reaktor oder in eine:ü kontinuierlichen
rohrförmigen Reaktor ausgeführt werden. Das Verfahren kann als Einzonenverfahren unter Verwendung eines einzigen
Reaktors ausgeführt werden, aber es wird bevorzugt, entweder mehrere Reaktoren in Reihe oder einen einsigen Reaktor,
der innerlich wirksam in mehrere Zonen geteilt i3t, so daß
ein Mehrzonenproaeß entsteht, zu verwenden« Unter den verwendeten Reaktionsbedingungen ist der Katalysator nur eine kurze
Zeit in der Größenordnung von einigen Sekunden, beispielsweise
10 Sekunden, aktivs und aus diesem Grunde ist es bei ainem
Mehrzonenverfahren gewöhnlich, nötig, den Katalysator in mehr
als eine Zone einzuführen» Das im Reaktor oder in den Reaktoren gebildete Polymer kann von dem nicht-umgesetzten Äthylen
abgetrennt und in der üblichen Hochdruckweise ohne Abtrennung
der Katalysatorrüeketände verarbeitet werden, was ein teueres
und zeitraubendes Verfahren bei den herkömmlichen Prozessen ist, bei denen ein Ziegler-Katalysator und ein niedriger
Druck verwendet wird. Das nicht-umgesetzte Äthylen wird mit
einer bestimmten"Menge frischem Äthylen gemischt, wieder unter
Druck versetzt und zum Reaktor zurückgeführt.,
Der Katalysator wird dadurch eingeführt, daß er als feine Dispersion in einer geeigneten inerten flüssigkeit direkt in
den Reaktor eingespritzt wird. Geeignete Flüssigkeiten sind SoBo weißer Sprit* Kohlenwasserstoffölss Pentan* Hexan, Heptan?
Isooctan, Toluol? höhere verzweigte gesättigte* aliphabi3che
Kohlenwasserstoffe und Gemische von solchen Flüssigkeiten^
009848/1852
wie Z1Bc ein Gemisch aus verzweigtkettigen aliphatischen
Kohlenwasserotoffen mit einem Siedepunkt im Bereich von 168
bis 187°C Die Dispersion wird außer Kontakt mit Wasser und
Luft geholten, und ?>rar wird sie vorzugsweise unter einer
Stickstoffdecke aufbewahrt, bevor sie in den Reaktor eingeführt
wird, und das Äthylen sollte ebenfalls von Wasser und
Sauerstoff im wesentlichen frei sein.
Die Bildung der dreiwertigen Titankomponente als feine Dispersion,
in eiern die cenannte Komponente entweder alleine
oder mit der Organoaluminiumverbindung als Katalysator für
die llerstollixng einer kleinen Menge- eines amorphen Polymers
verwendet wird, wird in der Folge der Zweckmäßigkeit halber als "Katnlysatorvorbehandlung" oder einfach als "Vorbehandlung'1
bezeichnet, und es kann eine große Anzahl von verschiedenen Katalynatorvorbehandlungen verwendet werden, wie dies
weiter unten erläutert wird. Die dreiwertige Titankomponente
ist vorzugsweise Titantrichlorid (wie in der Folge definiert) und die in der Folge angegebenen Vorbehandlungestufen sind
anhand der Verwendung von Titantrichlorid beschrieben.
(1) 2u Titantrichlorid wird ein Örganoaluminiumaktivator, wie
Z-B, ein Aluminiumalkyl oder vorzugsweise ein Alumiciumhalogenalkylf
sußegulen. Der auf diese Weise hergestellte lolymerisationskatalysWtor
wird dann dazu verwendet, ein unverzvreigteB cC-Olefin zu polymerisieren, welches mindestene 5 Kohlenetoffatome
enthält, vorteilnafterweiBe Penten-1, Hexen-1, Hepten-1,
Octen-1 oder ein anderes derartiges Olefin innerhalb des Bereichs von Hoxen-1 bis Hexadecen-1f wobei die Polymerisation
entweder in den unverdünnten oC-Olef ixien selbst oder als Lösungen
derselben in einem von Sauerstoffs Schwefel und Olefinen
freien organischen Medium, wie z.B.. in einem aromatischen, al-irliatischen oder cycloalip'iatisehen Kohlenwasserstoff,
atasgeführt wird.: üb ist vorteilhaft, das Verhältnis
009849/1852 BAD ORIGIN/«.
1954743
von dreiwertigem Titan zu OC-Olefin, welches im Polymerisationskatalysator
enthalten ist, derart auszuwählen, daß je dreiwertiges Titanatom 3-20 oC -Olefinmoleküle anwesend sind. Vorzugsweise wird die Polymerisation des genannten unverzweigten
O^ -Olefins bei einer Temperatur von 6O0C und darunter, beispielsweise
bei 50°C und aogar bei Raumtemperatur, ausgeführt„
Der auf diese Weise erhaltene Katalysator wird in einer fein zer
teiltenf praktisch eolloidalen Form erhalten; praktisch alle
Teilchen besitzen einen Durchmesser nicat über 5ΐλ/ und in vielen
Fällen von weniger als \ μ, „
(2) Wie beim Vorbehandlungsverfahren (1) wird ein Qrganoaluminiumaktivator
zum Titantrich2.orid z\igegeben„ Dieses Katalysator-System
wird dann dazu verwendet, ein o*—Olefin f das aus Äthylen,
Propylen und Buten-1 ausgewählt ist, bei einer Temperatur von
mindestens 600C inx polymerisieren Für Äthylen und Propylen sollte eine Temperatur von mindestens .1000C verwendet werden» Für
Buten-1-dispersionen Irann dagegen eine Temperatur von ungefähr
600C verwendet werden. Um aber die gewünschte Menge Dispersion
zu erhalten, sollte eine Temperatur von 800C oder darüber verwendet
werden, wobei die für die Vorbehandlung verwendete Temperatur in erster Linie vom polymerisierton cL -Olefin abhängt ο
Die Menge des verwendeten cL -Olefins sollte ausreichen, den
Katalysator zu zerbrechen, Bine zweckmäßige Menge ist 6-10
Mol <k -Olefin je Mol dreiwertiges Titan Vorzugsweise wird diese
Vorbehandlung in einem inerten Verdünnungsmittel ausgeführte
(5) Dieses Verfahren ist der Vorbehandlung (2) insofern ähnlich, als es ebenfalls die Vorbehandlung des Titantrichloride und des
Organoaluminiumaktiyätors mit einem &. -Olefin bei erhöhter Temperatur
umfaß to In diesem Fall Bind die oC -Olefine verzweigtkettige
o(—Olefine, wie z.B* ^-Methylpentene, 3-Methylbuten-1,
4-Methylpenten-1 usw. Die verwendeten lolymerisationsbedingungen
Bind derart, daß diese cC-Olefine unter Bildung eines amorphen
009849/1852
BAD iOiC °
Polymers polymerisiert werden.. Die verwendete Polymerisations- "
temperatur sollte mindestens 1000C betragene
(4) Dieses Verfahren ist der Vorbehandlung (1) insofern Mh.nl .ch*
als die Vorbehandlung die Verwendung sowohl von Titantrichlo :id
als auch des organischen Aluminiumaktivators umfaßt, Bei diener Vorbehandlung wird ein Gemisch aus cL -Olefinen mlschpolymer .·»
siert, um ein amorphes Mischpolymer herzustellen, in dem die Monomerbestandteile statistisch in der Polymerkette verteil·;
sind. Die Temperatur der Vorbehandlung liegt zweckmäßigerwei;-5e
im Bereich von 20-1000C0 Im allgemeinen ist eine Temperatur -'on
ungefähr 600C zufriedenstellend„ Geeignete Monomergemische für
die Vorbehandlung sind Z9B0 Äthylen/Propylen, Athylen/Buten-
und Propylen/Buten-1 o Gemische der linearen oC-Olefine von Vorbehandlung
(1) können ebenfalls verwendet werden. In Abhängigkeit
vom Gemisch der verwendeten Monomeren können bis zu "5 OC Mol oder mehr der gemischten Monomeren je Mol Titantrichlorac.
polymerisiert werden.
(5) Bei dieser Vorbehandlung wird das Titantrichlorid als Polymerisationskatalysator
unter praktisch vollständiger Abwesenheit eines zugesetzten Organoaluminiumaktivators verwendet« Die Abwesenheit
eines zugesetzten Organoaluminiumaktivators schlieft
nicht die Anwesenheit kleiner Mengen Aktivator aus, die in der Titankomponente als Folge des Herstellungsverfahrens anwesenc
sein können o Das in der Vorbehandlung verwendete oC-Olefin i 5t
mindestens ein oL-Olefin mit 2-16 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise ein unverzweigte oC-Olefin mit mindestens 5 Kohlenstoffatomen,
wie ZoB. Hexen-1„
Bei den verschiedenen Vorbehandlungen ändert sich die i'ienge des
verwendeten Monomers in Abhängigkeit des Monomers, des Katalysators, der Temperatur und der verwendeten Vorbehandlungstechix-k,
aber im allgemeinen sind bis zu 20 Mole Monomer (oder ein Geniisch
aus Monomeren) ausreichend, einen fein dispergieren Katalysator s» erzeugen,
009349/1852
BAD
... to ·■
Die Bildung dea Katalysators als feine Dispersion macht ihn besonders für einen kontinuierlichen Betrieb und sine kontinuiarliehe
Einspritzung in den Reaktor geeignet, da die feinen Teilchen unter Verwendung einer Hochdruckpumpe gepumpt werden können,
die durch die Verwendung von gröberen Teilchen beschädigt wurden würde«,
üer AuBdruck "amorphes Polymer", wie er hier verwendet wird, umfaßt
Polymere, die unter den verwendeten Polymerisationsbediagungen
durch das Verdünnungsmittel gequollen werden und ein Zerbrechen der Katalysatorteilchen veranlassen., Bis Bedingungen
der Vorbehandlungen (2) und (3) veranlassen ein Quellen der gebildeten
Polymeren durch das PolymerisationByerdünnungsmittüL
und ein Zerbrechen der Katälysatorteilchen, während die
herkömmlichen Polymerisationsbelingungen aus den Monomerent /ie
ζ,Β» Äthylen, Propylen usw., kristalline Polymere bilden und
kein Zusammenbrechen der Katalysatorteilchen veranlassen,.
Der Ausdruck "Titantrichlorid" wird hier in der üblichen We:. 3β
verwendet und umfaßt nicht nur reines Titantrichlorid, sonde; ro.
auch Zusammensetzungen, in denen Titantrichlorid mit einer ALuminiumverbindung,
wie ζ,Β«, Aluminiumtrichlorid, cokristallis iert
ist o
A) Reines Titantrichlorid kann als Produkt erhalten werden,
indem man ein Gemisch aus TlCl^-Dampf und Wasserstoff erhitzt-,
B) Ein im Handel erhältliches Produkt, welches als Titantricalorid
bezeichnet wird, wird durch Reduktion von TiCl. mit metaLIischem
Aluminium erhalten, ist aber in Wirltliehkeit ein cokriatallisiertes
3TiCl»-AlGl_, welches die empirische Formel ΑΙΤΙ,ΟΙ^
besitzt ο Dieses Material kann dadurch hergestellt werden, da.3
man metallisches Aluminium und Aluminiumtrichlorid zu TiCl^. suwelches
unter Rückfluß erhitzt wird, und daß man hieraif
009 8 4 9/1862 BAD
■■ 11 -
das cokristalliuierte Produkt von dem überschüssigen nicht-umgesetzten
TiGl. beispielsweise durch Destillation bei niedrigem
Druck, abtrennt, wie es in der britischen Patentschrift
877 050 beschrieben ist Das Produkt sollte gemahlen werden
bevor es als Katalysator verwendet wird, beispielsweise in einer trockenen Kugelmühlet Alternativ kann das cokristallir.e
Produkt durch Iiiigelmahlen eines Überschusses Xitantetrachlorid
mit metallischen Aluminium beispielsweise bei Temperaturen bis
2000C erhalten werden,
C) Ein besondere bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von Titantriehlorid
ißt c.ie Reaktion von 'iitandichlorid mit einer Orgi-.noaluminjurirerbindunr;» wie ztß« mit Aluminiumalkylen oder
Aluminiumhalogei.alkylen, beispielsweise Aluruiniumtriisobuty. ,
Aluiiiniumdiii'obiitylmonohydrid, Aluminr^minonoäthyldichlorid f
Aluniniundiäth;-3monofluorid und vorzugüweise Aluminiumdiät Je· 1
monochlorid odei Alurniniurathylsesquichloridn Das Titantetr-chlorid
und die ürganoaluminiumverbindung werden bei einer Temperatur iiE Bereich von 1OU big +1000C und vorteilhai tenreise
von -20 bis +4O0G miteinander umgesetzt, wobei das Verhältnis
von Aluminium zu Titan 0,1-4,0 und vorzugsweise 0,3-2.0 beträgt.
Das auf diese Weise erhaltene bräunlich-rote dreiseitige Tiianpräcipitat
kann sofort 1-5 Stunden auf 60-12r°C erhitzt
werden. Das Fräcipitat kann aber auch mit einen;, inerten organischen
l'iedixuüf ,Kie ζ»ΒΡ dasjenige, in dem die Heduktion des ·
vierwertigen Titans zum dreiwertigen Titan ausgeführt worde
lstf gewaschen und dann erhitzt werden.. Die auegefallene Tiiantrichloridkompor,ente
kann mehr als einmal erhitzt werdsnf vi-nn
dies erwünscht ist. Es mui? darauf geachtet werden, daß alle
Arbeiten unter Ausschluß von Saxxerstoff und Feuchtigkeit aungeführt
werden. Die auf diese Weise erhaltene Titantrichloridkomponente
enthält Aluminlumchlorid und wird normalerweise ?uch
ein Organoalumix.iumhalogenid enthalten» üb kann in Fora: von
ß-Ti01- oder in Form des purpurroten kristallinen TiCM3. vorliegen
009849/1852 BAD
,.- 12 -
Es'wurde gefunden, daß die verschiedenen beschriebenen Vorbehandlungstechniken
nicht gleich wirfcsair sind und daß nicht alle
Katalysatoren genauso leicht dispergiert werden könnent
Der bevorzugte Katalysator (Katalysatortype G) ist im &Hger-t-3inen
leichter dispergierbar als die anderen beiden Katalysatoren
(Katalysatoren A und B), Von den letzteren können die Katalysatoren
der Type B etwas leichter dispergiert werden. Von den
verschiedenen Diapersionstechniken wurde gefundenr daß "echriik (1)
besonders wirksam ist., Die 'J-'echnik (5) ist brauchbfiTj da sie
einen dispergieren Katalysator ohne Verwendung von zusätzlichen
Aktivatoren liefert. Solche dispergierte Katalysatoren können als Grundlösungen verwendet werdenr die für die Verwendung η vü
den verschiedenen Organoaluroiniumakti^atoren entsprechend verdünnt
werden könnent
Die obigen Erörterungen bezogen sich auf Titantriehloric. und
seine Herstellung, aber es ist klar, da3 t.uch andere dreiwertige
Titanverbindungen, insbesondere die Halogenide, verwendet unc, in einigen Fällen in der gleichen WeiBe hergestellt wereen können„
Der Ziegler-XatalyBator ist hochaktiv, und mit einem solchen Katalysator
ist es möglich, eine ßleichgevrlchtsumwandlung von
40000 oder mehr Hol Äthylen je Hol Titantrichlorid zu erhalten,
Weiterhin werden bei Verwendung dieses Katalysators Gleichgewichte*
bedingvuagen bei ungefähr 10^ Umwandlung Äthylenmonomer in Polymer
rasch erhalten, beispielsweise in ungefähr 2 Minuten. Bei diesen Umwandlungswerten enthält das fertige Polymer weniger als
500 Gewichte-ppm geaainte Katalyeatorrückatände (entsprechend ungefähr 50 ppm Titan), und aus diesem Grunde ist es unnötig* 3as
Polymer zur· Entfernung dieser Rückstände zu behandeln
Kettenübertragungsmittel können gegebenenfalls bei der üeeJction
verwendet werden, und sind normalerweise auch erforderlich, vm
das I'Tolekularge wicht su verringern und damit den Schmelz index
des Produkts zu erhöheno Bei Abwesenheit von Kettenübertragungs-
009849/1852
- 13 - ■ ■ ■
mitteln ergibt der Katalysator ein Polymer mit einem hohen Mole*-'
kulargewicht und einem niedrigen Sohmelzg indexf welches schwer
zu handhaben ist, Bin Kettenübertragungsmittel, welches sich für
die -Verwendung gemeinsam mit dem Katalysator eignet, ist z0Br
Wasserstoffa Es ist klar!., daß das Katalysatorsystent zu riied^l*..
ger- oder höhermolekularen Produkten Anlaß geben kann, *iras>von
den Reaktionsbedingungea. abhängts Beim verwendeten Katalysator
beeinflussen eine hohe Temperatur und ein hoher Druck das Molekulargewicht
des Polymers, Der genaue Effekt der jeweiligen Bedingungen kann nur durch Experiment bestimmt werden* Das erfindungsgemäße
Verfahren kann auf die Herstellung von Mischpolymeren aus Äthylen mit kleineren Mengen anderer Monomerer, beispielsweise
10$ Propylen,, Buten-1 uswoj angewendet werden«.
In die Äthylenpolymeren und -mischpolymeren, die gemäß der Er~
findung hergestellt worden sind, können nach Bedarf verschiedene Zusätze eingemischt werden, wie Z0B0 AntioxydationsmittelP
U0Vo-Stabilisatoren, Schwefelverbindungen, Phosphorverbindungen,
Farbstoffe, Pigmente, Füllstoffe, antistatische Mittel, flammhemmende
Mittel und Antacideo
Bs ist klar, daß das erfindungsgemäße Verfahren in Abwesenheit
oder in praktisch vollständiger Abwesenheit irgendwelcher Verbindungen ausgeführt werden kann, die freie Radikale erzeugen
können»
Viele Variationen der Kaiialy sat orherst ellung, der Katalysatorverhältnisse
und der Po3ymerisationsbedingungen sind innerhalb des Bereichs der Erfindung möglich» Die folgenden Beispiele erläutern
die Erfindungο
Beispiele 1 - 5
Die Titantrichloridkatalysatorkomponente wurde dadurch hergestellt,
daß TiCl.'und Aluminiumäthylsesquiehlorid in einer ge-
8*4 9-/1 8 62
-H-
reinigten Kohlenwasserstoff-Fraktion umgesetzt wurden, welche
aus einem Gemisch aus verzweigten gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit einem Siedepunkt im Bereich von 170-1900C
bestand ο Eine Lösung des SesquichloridE in diesem Verdünnun&amittel
wurde allmählich Tropfen für Tropfen unter Rühren zur
Lösung des TiCl. im gleichen Lösungsmittel während einer? Zeitraums
von mehreren Stunden zugegeben, wobei die Temperatur Lei
0 C gehalten wurde» Das Molverhältnis des gesamten Aluminium zum Titan betrug annähernd 1,6, Der erhaltene Brei- der TiC-*
enthielt, wurde anschließend eine zeitlang auf 95°O erhitzt
Das TiCl, wurde dann mehrere Male mit frischen Mengen des Ve?iünnungsmittels
gewaschen. Zu einem Brei dsr Titantriohloridaufifällung
wurde Aluminiumdiäthylchlorid in einem Molverhältnis von
Aluminium zu Titan von 2:1 zugegeben. Dieses System wurde dann zur Polymerisation von 16 Mol Hexen-1 je Mol Titan bei 50 C verwendet, um einen fein dispergierten Katalysator herzustellen,.
der für die Polymerisation von Äthylen verwendet wurde λ
Äthylen wurde in einem kontinuierlich, gerührten Autoclavenreaktor
polymerisiert, wobei die in Tabelle 1 angegebenen BeaktionsLedingungen
verwendet wurdenc Das Äthylen enthielt Wasserstoff in
einer Menge von ungefähr 2 Mol-#, bezogen auf das Äthylen ? um
das Molekulargewicht des Polymers zu steuern» Die Konzentration
des Katalysatorbreis und die Geschwindigkeit der Einführung des Katalysators in den Heaktorsind ebenfalls angegeben,. Der Brei
des mit Hexen-1 behandelten Katalysators wurde vor der Binführung
in den Reaktor verdünnt. Die Verdünnung in den Beispielan
1-4 erfolgte mit weiteren Mengen der bei der Katal/satorherLbellung
verwendeten Kohlenwasserstoff-Fraktion, während in Beispiel
5 die Verdünnung mit Isooctan durchgeführt wurdee
Der Schmelzfl«ddndex (M0F0I.,) des Polymers wurde gemäß ASTM-Verfahren
1238-62T gemessen, wobei ein 2,16 kg-Gewieht bei 1900C
verwendet wurde., Die Dichte- und Zugfestigkeitsmessungen wurden
an Preßlingen ausgeführt, die eine Stunde bei 1000C getempert
0 0-9 849/1852 BAD
worden waren. Die Dichte wurde unter Verwendung einer Dichtegiadientenkclonne
gemessen» Die Zugeigenschaften wurden unter Verwendung von Proben bestimmt» die unter Verwendung eines
Schneiders der in B.8. 903 Teil A2 angegebenen Type hergestellt
wurden* wobei eine effektive Meßlänge von 19,0 mm anstelle von
25,4 niKi verwendet wurde. Die Tests wurden unter Verwendung einer
Streckgeschwindigkeit von 400^/min ausgeführt.»
Der öpannungsexponent wird durch das folgende Verhältnis gegeben:
Log "KFI5 - Log MFI2 1ß
opannungsexponent ~ ** ?—
Log 5 - Log 2.16
I-iFIk xmd I-fflp ,g sind die SchmelzöttflindiceB, vrelche unter .Verwendung
von 5 kg Gewichten bzw. 2.16 kg Gewichten bei einer
Tenporatur you 190 C gemessen wurden.
Das aahlenraäßiee durchschnittliche nolekul-ai-gewicht (M )
wurde durch Osmometrie bestimmt ■>
j^ewichtsmäßige durchschnittliche Roleiulargewicht (^"qq) wurde
durch LichiStreuungstechniken gemessen (DissytoEietriecorrectioii
der 90°-Streuung).
009 8 49/18 52
BAD
BAD
CJtA | H | ·.- | if. | 0 | ■Η | • | O | 03 | VO | # | t> | CO | VO |
4s | O | I | "l | ϋ | H | O | O | VD | |||||
"3 | JD | Ci | cn | cn |
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S | O O |
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I |
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K |
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U |
ο | |||||||||||
φ | V | CO | |||||||||||
M | ■fr- | i\l | OJ | ||||||||||
ο* | O | fr». | CO | cn | |||||||||
g | 5 | m cn |
O | O | σ | ||||||||
Ο | 1^ | ω | <M | ο'; V— |
|||||||||
H | |||||||||||||
Ι | (D | ο | O | O | |||||||||
-H | •Η | 8 | 8 |
O
O |
|||||||||
Φ | •t- - | CV | C1J | CV | |||||||||
to' | |||||||||||||
CM | tr. | ||||||||||||
009849/1852
BAD
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Lung ! Spannungs-
^HoI Poly- I exponent;
mer ie Hol
TiClI) ι
TiClI) ι
47500
42500
45OQO
3I1OO
244OO
42500
45OQO
3I1OO
244OO
1,47
1.29
-1.34 -ι.. 49
■f .67
!8
Herstellung und Dispsivrleining von Q-'i'iüt.·
Der in den Beispielen ί·-5 verwende1 te Khtalysaiior war jarpurr» α
kris\;allinas 'Tiban'crichlor 1.1
In eiüiüri vakuuingespülben Reaktionsbehälter -.rur-lsn 55 ml
Mi3.lf.mol) T.Lbanbetrachlorid und 100 dL i>33 ,^Leiv-uun 7^·rlUrnur?3
mitbels, wie es bei der Katalyaatorherstellung der Beispie U-1-5
verwendet wurde, eingebracht, Die Losung wurde auf 0v C algekühlb(
und 600 ml einet' 0 75 eoLaien .jüsnnj von
alumini urne hl or id im gleichen Lösunganit'sel irurd^r. Un.^Si.ix :n..u -rend
eines Zeibraums von δ ü Runden zugegeben ΐ>^ε (τ9πιϊ3αη :./ut ie
über Nachb gerlihrh mid auf Raumbemp-::-ri.bur Qi-.rhi-ic^n t/ii-iaie ι
(i5-2O°C), Die Tempera bur wurde dann au.·. 1000C anc,-3iioben clij.
diese Tempera bur vnirde 4 otunJen lang &'tirsuiitorhf."L;en Jet-Katalysator
wurde dann v.risderholb :ni.b lalbera '/ocliinnungsniibt''].
gewaschenj bis die WaschflUsu Lgke Lben ir. weyenv;iiehe;i ohLori.ifrei
warenr was durch wäßriges üilberni"--rab f8;iL;-3ν:;11·π vnir-ls,
Der Kabalysabor hat die annähernde Formel;
; O1 11"5 .lBvuLGI^; 0,17
deo TiC1I5 an·.
^t Lnuflunj zeigte nur dit ~\π;ιο3ν-η:.?!ΐϊ dar r..:-Form
Dieses TLtancridhloridmaterLs;! wurde darn lLnoor^Let-i,, i/icl jhi
langsam 19 ml (luigefähr 100 Hilliiaol) D-cen-i ivi jiner gii ihx ,s
Suspension von 25 HM i.i:ncl den ß-TLGl-, in 225 ml Cor· J. invriLr;e.o ·
sLoffverclünnungsmlb te L bei itaaictempers,bi.r zagsiiat^b '.furdsn .
Ilauh einem iB üfcundm dauernden Rühr er· ;var:ljn 23 iul ;;Lner
25;°igsn (Gr;/icht) Losung von DLäbliylaliuikinLuir.CiLLorLd augegjbcj .,
und der Kolben wur.lj -.·.;>Lbüre 6 jbunfl^n ^,arührb »;ihi'und d.i jee*·'.*
Behandlung wurde -uif das -remisoh Iroune I'Uhlung a-i«i;eviendet>
Dtj-· KfilaL/tinbor 'i/urdo In L1OfM öirisi' f^lnnn L'UspjriiLon eihalbeu
aüOAO/ I ÜÜ2
BAD d&
• *9 ■
Beispiel 7
li-ts]*ereipn, bei der ein λtI>yl·ep/Propylg.^^-Mischΐ;olymer verwendet
li-ts]*ereipn, bei der ein λtI>yl·ep/Propylg.^^-Mischΐ;olymer verwendet
In einen 5 1 fase end en Airtoclaven. der bei 600G unter Stickstoff
gehalten wurde, vrurden 3 1 äes gleichen Kohlenwasserstofflösungsmittels,
wie es in den verhergehenden Beispielen verwendet wurde, zubegeben, Ler Autoclav wurde dann vaku12ngespu.lt, um das Verdünnungsmittel au entgasen ,und die Stickstoffatmosphäre im Autoclaven
wurde -wieder hergestellt. Zu dem Verdünnungsmittel wurden
60 Hillimol Diäthylaluminiumchlorid als 25%ige (Gewicht) Lösung
in dem Kohi^masserstofflösungsmittel zugegeben. Flüssiges Propylen
wurde dann in den Autodaven eingeführt, biß der Dn1Xk
2:94 atü betrug. Die Propylenzuführung wurde dann unterbrochen,
und Äthylen wurde in den Autoclaven eingeführt, b-ifi der Gesamtdruck im Autoclaven auf 4f2 atü gestiegen war.
30 Killiaol Titantrichlorid
<wi« in den Beispielen 1-5
ben) wurden unter Druck in den Autoclaven eingebracht, and die Äthyleneuführung wurde tinterltrochen« Hach 2 Minuten wurde die
Äthylenzuführmig wieder mit einer Geschwindigkeit von 258 g/ßt
gestarteti welche 7 iiinuten iortgesetat wurde, worauf die
Athylenzuführang wieder unterbrochen wurde-, 110 ml flüBsiges
Propylen wurde in den Autoclaven eingekracht, worauf sich der 2usatE von 1 1 KohleriWasserEtofflOsungEsuittel anschloß* 2 Hinuten
später vrurie die Äthylenzuführung irieder mit einer Geschwindigkeit
von 253 g/st begonnen, und nach 5 Minuten mirde die
Strömungsgeschwindigkeit auf 201 g/st für weitere 5 Minuten
x'eduziert. Die Beschickung wrde dann unterbrochen« .und der
Autoclav 1-rurde langBam .ventiliert und dann mit Stickstoff gespült,- -.
/Js Ergebnis dieser Behandlung wurde der Katalysator zerbrochene
so daß eine feine Dispersion erhalten mirde3 Die Katalysator-
0 9 8 4 9/1852 BAD /
T9547AS
-· 20 ~
dispersion wurde in einen Vorratskolben überführt,, abgekühlb
und vor der Verwendung für die Polymerisation mit weiteren
60 Millimol Diäthylaluminiumchlorid behandelt,
Beispiel 8
Dispersion einer mit Aluminium reduzierton TiGl*—Komponente
Dispersion einer mit Aluminium reduzierton TiGl*—Komponente
Ein diBpergierter Katalysator wurde hergestellt, wobei als '?itantrichloridkomponente
ein Material verwendet wurde, das durch Reduktion von Titantetrachlorid mit Aluminium erhalten worder, ist
und im Handel als Stauffer AA oder Toho TAG 13t Titantrichlorid
erhältlich ist,.
Kohlen-Das Titantrichlorid wurde als üf1 molare Aufschlämmung in einem /
wasaerstoffverdünnungsmittel in Gegenwart von Altiminiumdiät
chlorid in einem Mol verhältnis von Titantrichlorid zu Aluminiumverbindung
von 1:2 verwendet„ Das Gemisch wurde auf 600C gelialten
und Hexen-1 wurde in einer Menge von 6 Mol Hexen-1 je P.ol /
Titantrichlorid eingeführt,
Nach 1V2 Stunden war die Dispergierung im wesentlichen zuerce,
wobei der Hauptteil der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr
2jA> aufwies, Das Gemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur
stehen gelassen, und es trat keinerlei Änderung oder Aussehoidung
auf,
Beispiel. 9
Dispersion einer mit Wasserstoff reduzierten TiCl i, —Komponeni e
Dispersion einer mit Wasserstoff reduzierten TiCl i, —Komponeni e
Ein dispergierter Katalysator wurde erhalten, wobei als trichloridkomporente ein Material verwendet wurde, das durch
Reduktion von Titantetrachlorid mit wasserstoff erhältlich :.st und im Handel als Stauffer HA-Titantrichlorid zu haben isto
Das Verfahren war im wesentlichen das gleiche wie in Beispiel 8,
mit dem Unterschied, daß Aluminiumtriäthyl anstelle von
009849/1852
BAD ORtGlNAIt , ΐ
1954743
~ 21 -
Diäthylaluminiumchlorid verwendet wurde, wobei das Mol verhältnis
von Aluffiiniumtriäthyl zu Titantrichlorid O?25:1 betrug,
Nach 1 Stunde war die Dispergierung im wesentlichen zuende, wobei
der Hauptteil der Partikelchen eine Teilchengröße von ui gefähr
2 uu aufwieso Es trat keine Änderung auf, wenn der dispergierte
Katalysator über Nacht stehen gelassen wurde»
Beispiel 10 Dispersion mit Decen-1
o
Das verwendete Titantrichlorid war von der Art, wie es in din
Beispielen 1-5 beschrieben istο
Zu einer Aufschlämmung, die in bezug auf Titantrichlorid 0.1 molar,
und
bezug auf Alurainiumdiäthylchlorid 0^4 molar war, wurde Dt cen-1
vund Qn
in einer Menge entsprechend 4 BoI Decen-1 je Mol TiCl, zuge<:e-
^ weder beno Während der Behandlung mit Decen-1 wurde die Aufschlämnung/
erhitzt noch gekühlt. Es wurde eine feine Dispersion erhaltfn,
die über Nacht keine Ausscheidung ergabo
Beispiele 11-15 Athylenpolymerisation
Die dispergierten Katalysatoren der Beispiele 6-10 wurden v<
rdünnt und für die Polymerisation von Äthylen verwendet, wie es in den Beispielen 1-5 angegeben ist, Die Einzelheiten der
Polymerisation und einige Eigenschaften des Polymerprodukts
sind in Tabelle 2 angegeben. In den Beispielen 11 und 12 wuxlen
die Katalysatordispersionen mit Isooctan verdünnt, wogegen ja.
den Beispielen 15-15 das verwendete Verdünnungsmittel die
gleiche Kohlenwasserstofflüssigkeit war, wie Bie für den Ka ;alybatördieperBionsprozeß
verwendet wurdeo
009849/1852 BAD QRIGINAl^ii,
In den Beispielen 11» 12V 13 und 15 war dae Molverhältnis
von Titantrichlorid zu Aluminiumdiäthylch-lorid 1:4, welche;:
dadurch erreicht wurde, daß eine weitere Menge Aktivator ζι.α
dispergierten Katalysator während der Verdünnungsstufe nacl Bedarf zugegeben wurde. In Beispiel 14 enthielt der dispergierte
Katalysator 0,25 Mol Aluminiumtriäthyl je Hol Titantrichlorid, und hierzu wurde ausreichend Diathylaluiniriiumchlorid
zugegeben, um ein Molverhältnis von Diäthylaluniinii achlorid
zu Titantrichlorid von 3-1 zu erzielen. Der Katalyt rbor
von Beispiel 14 hatte somit ein gemischtes Aktivatorsystet
009849/185 2.
SAD ORIQJNÄl.
CO OI K)
Bei spiel I |
verwen deter Kataly- |
Druck (ktf/cm2) |
Tempera tur (0O) |
durch- admit υ - liche V "weil- zeit (n-c) |
Ko.taly- sator- konzen- tr.it ion (Mol/l) |
Kataly sator im Oa 3 (Mole ppm) |
Äthyl pn-· umwand lung in Polymer {>) |
H ^ A.. J I |
onqjinun.yS- exponent |
11 | 6 . | 1600 | 20Ü | 95 | 0.0025 | 0,95 | 9,5 | ^3.3 | 1.25 |
12 | 7 | 1600 | 200 | 100 | 0,0025 | 1..9 | 10,5 | 3,9 | 1 ,29 |
13 | 8 | 2000 | 200 | 70 | 0.005 | 2..1 | 8,5 | 1 .'5 | 1,25 |
*4 | 9 | 2000 | 20Ü | 100 | 0.01 | 3,3 | 10f0 | Ü,.h | 1,48 |
15 | 20ÜÜ | 200 | 70 | 0.0025 | 1,7 | 9,0 | 1.0 | 1f3> |
Tabelle 2 (PorfcsetZFung)
O O CD OO
ί . Elastizitäta- ( grease j (kg/cm2) |
Reißfeotig- keit (kg/cm2) |
Dichte (g/cm3) |
Reißdehnung (*) |
Umwandlung (Mol Polymer/ Mol TiGl3) |
330,6 | 229,6 | 0,964 | 680 | 100000 |
295,4 | 239,4 | 0,960 | 960 | 54000 |
291,9 | 397,6 | 0,957 | 1280 | 40000 |
[ 284,9 | ■ 329,0 | 0,956 | 1130 | 3Q0Q0 |
(· 288.Λ i , ...... .. |
318.5 | 0,956 | 1210 | 53000 |
SO CJS
Zum Vergleich sind in Tabelle 3 die Eigenschaften von einigen im Handel erhältlichen Polyäthylenen angegeben,
Polymer
MFI
Spanrningsexponent
Dichte (g/cm5)
Elastizitäts grenze
(kg/cm2)
Reißfestig
keit
keit
(kg/cm2)
Reißdeh nung
A
B
C
4,1
0*3
0,8
0*3
0,8
1,43 1,84 1,65
0,963
0,954 0,960
317,1 304,3 302,4
193,9
266,0
315,0
266,0
315,0
120 690 930
Polymer A war ein solches, das unter Verwendung eines herkömmlichen
Niederdruck-Ziegler-Verfahrens hergestellt worden
war, während die Polymeren B und G unter Verwendung eines Chromoxydkatalysators hergestellt worden waren»
Es ist ersichtlich, daß die Elastizitätsgrenzen und die Reißfest
igkeiten in den drei Tabellen im allgemeinen ähnlich s:.nd?
daß aber für Polymere mit einem gegebenen MFI die Heißdehmingen
bei erfindungsgemäßen Polymeren viel größer sind»
Eine weitere Reihe von Untersuchungen wurde ausgeführt, um Katalysatoren zu dispergieren, wobei verschiedene Techniken
verwendet wurden0
Bine 0,1 molare Aufschlämmung der Ti01,»-IComponente, wie sie in
den Beiepieen / t>eschrieben ist, wurde mit Hexen-1 in ein».-in
Verhältnis vqü 6 Mol Hex&n-t Je Mol TiCl, und in Abwesenhe.t
eines zugesetzten Aktivators bei 600C behandelt.,
009849/18 52
~. 26 -
Nach einer 1-stündigen Dispergierung des Katalysators hatte;
der Hauptteil der Partikelchen eine Größe von ungefähr 2u,
Dies zeigt, daß eine Diapergierung in Abwesenheit eines zv. ;esetzten
Aktivators erzielt werden karaio
Zu einer Qj 1 molaren Aufschlämmung der TiCl^-Komponente, d:.e
in den Beispielen 1-5 beschrieben ist;, wurde Trimethylalum:.nium
in einer ausreichenden Menge zugegeben, so daß ein Verhältnis von Titantrichlorid zu Aluminiumtrimethyl von 1:12 erbf.lten
wurde»
Dies wurde dann bei 600C mit 6 Mol Hexen-1 je Mol Titantri.·
chlorid behandelt<>
Die Dispergierung des Katalysators auf eine Teilchengröße von ungefähr 1m, war nach ungefähr 6 Minuten
zuendeo
Das in Beispiel 8 verwendete Titantrichlorid wurde in einen
Verfahren verwendet, wie es in Beispiel 16 beschrieben ist Nach 3K2 Stunden Dispergierung besaß der Hauptteil der Parüikelchen
eine Größe von 1-2>u» 9 und es waren auch einige größere Teilchen mit einer Größe von ungefähr 5-5 IK, vorhanden,
Einige der ursprünglichen Katalysatorteilchen waren jedoch nicht dispergiert worden.
In einen 30U ml fassenden Behälter, dar mit einem Rührer ausgerüstet
war η .wurden 5 Millimol de3 iOitantrichlorids der
Beispiele 1-5 und 10 Millimol Biäthylaluminiumehlorid in e .nein
Ge samt volumen von 57 s-4 ntL Kohlenvrasserstoffvei'dUnnungamittfil
eingebracht j Das G-emiaeh wurde auf 80 C gehalten, und 30 K-mol
Buten-1 wurden zugesetztο
0098A9/1852 BAD ORiGINAt
-> 27 -
Bs trat eine Dispergierung ein, so daß eine Teilchengröße
von ungefähr \μ, erhalten wurde, wobei einige größere Teilchen
von ungefähr 5jlo vorhanden waren, über Nacht fand kei^ie
Abscheidung aus der Aufschlämmung statte.
009849/1852
Claims (1)
- Verfahren zur Polymerisation von Äthylenj bei welchem Äthylen bei einer Temperatur von nicht weniger als 125°C und einem Druck von nicht weniger als 500 at unter Verwendung eines Ziegler-Katalysators polymerisiert wirdr dadurch gekennzeichnet, daß der Ziegler-Katalysator aus einer Kombination eines Organoaluminiumaktivators und einer dreiwertigen Ti.tanlcoraponente besteht, vrobei die genannte dreiwertige Titankornponente fein dispergiert worden ist, indem sie entweder alleine oder gemeinsam mit zugesetztem Qrganoaluminiumaktivator als Katalysator für die Herstellung einer kleineren Menge eines amorphen Polymers verwendet worden ist.2 ο Verfahren nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß die Äthylenpolymerisation bei einer Temperatur von 14O"3OO°C und einem Druck von 1000-3000 at ausgeführt wirdo3 β Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Athylenpolyraerisation unter solchen r Bedingungen der Temperatur dee Drucks auegeführt wird, daß eine einzige fließfähige Base erhalten4·:. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3: dadurch g e kennze ichne t , daß die Ätliylenpolymerisation bei I 160-260 C und bei einem Druck von mindestens 1400 at ausgeführt wird,5 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4f dadurch gekennzeichnet, daß die iit^ylenpolymerisation in Gegenwart eines Kettenübertragungsmit1jeles inebesondere Wasserstoff, ausgeführt wird*009849/1-8 52 BAD ORIGINAL60 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5f dadurch gekennzeichnet , daß die dreiwertige Titankomponente ein Titantrihalogenid ist, das durch Reduktion von Titantetrachlorid mit Wasserstoff, Aluminium oder vorzugsweise einer Organoaluminiumverbindung hergestellt worden istο7 · Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die dreiwertige Titankomponente dadurch dispergiert worden ist, daß sie gemeinsam mit einem Organoaluminiumaktivator als Katalysator für die Polymerisation eines unverzweigten öC-Olefins mit mindestens 5 Kohlenstoffatomen verwendet worden isto80 Verfahren nach Anspruch 7» dadurch geke nnze i c h n e t , daß 3-20 Moleküle des oC-Olefins für jedes dreiwertige t Titanatom vorhanden sind«9ο Vorfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die dreiwertige Titankomponente dadurch dispergiert worden ist, daß sie gemeinsam mit einem Organoaluminiumaktivator als Katalysator für die Polymerisation von Äthylen, Propylen oder Buten-1 bei einer Temperatur von mindestens 600C verwendet worden isto10c Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß Buten-1 bei einer Temperatur von mindestens 8O0C polymerisiert worden ist»11 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 f dadurch gekennzeichnet , daß die dreiwertige Titankomponente dadurch dispergiert worden ist, daß sie gemeinsam mit einem Orgahoaluminiumaktivator als Katalysator für die Mischpolymerisation einer Mischung von oC-Olefinen» insbesondere einer Mischung aue Äthylen und Propylen, verwendet worden ist, um ein amorphes Mischpolymer herzustellen f in dem die Monomerbestandteile statistisch in der Monomerkette verteilt sind,009349/185212» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch g e — kennzeichnet , daß die dreiwertige Ticankomponente dadurch dispergiert worden ist:. daß aie in praktisch vollständiger Abwesenheit eines zugesetzten Organoaluminiumaktivators als Katalysator für die Polymerisation eines ci. -Olefins mit
2-16 Kohlenstoffatomen verwendet worden ist,13» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet t da3 die dreiwertige Titankomponente Titantrichlorid ist, das durch Reduktion von Titantetrachlorid mit einer Organoaluminiumverbindung hergestellt worden ist, wobei das Titantrichlorid dadurch dispergiert worden ist, daß es gemeinsam mit einem Organoaluminiumaktivator ale Katalysator
für die Polymerisation eines unverzweigten ot-Olefins mit mindestens 5 Kohlenstoffatomen verwendet worden ist-14° Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenni;eic h net, daß das Titantrichlorid die ß-Forrn aufweist -,15o Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , daß Äthylen in einer Menge von mindestens 40000 Mol Äthylen je Mol dreiwertige Titanverbin~ dung polymerisiertΡΑΤΜΤΑΝίηM.-ING.H FlNCKE.DIPL-ING-H.BOHI DIPL-ING-S-STAEQEt009849/1852 BAD ORIGINAL
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