HU209739B - Process for preparing a polymer containing starch and for from such polymer making shaped articles - Google Patents
Process for preparing a polymer containing starch and for from such polymer making shaped articles Download PDFInfo
- Publication number
- HU209739B HU209739B HU908013A HU801390A HU209739B HU 209739 B HU209739 B HU 209739B HU 908013 A HU908013 A HU 908013A HU 801390 A HU801390 A HU 801390A HU 209739 B HU209739 B HU 209739B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- starch
- catalyst
- polymer
- cocatalyst
- process according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F210/00—Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F10/00—Homopolymers and copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Description
A találmány szerinti eljárással keményítőt tartalmazó polimert állítanak elő úgy, hogy legalább egy 2-12 szénatomos olefint keményítőrészecskék, egy RnAlX3.n általános képletű szerves fémvegyület kokatalizátor a képletben
R jelentése egymástól függetlenül 1-10 szénatomos alkilcsoport, n értéke 1-től 3-ig terjedő szám, és
X jelentése halogénatom — és egy Ziegler-Natta katalizátor jelenlétében polimerizálnak.
A találmány szerinti eljárás során Ziegler-Natta katalizátorként szemcsés, a periódusos rendszer IVB, VB, VIB, VIIB vagy VIII csoportjába tartozó, átmenetifémet tartalmazó katalizátort használnak, a keményítő/átmenetifém mólarányt 250:1 és 4000:1 között tartják, és a katalizátort a kokatalizátor jelenlétében érintkeztetik a keményítővel.
A leírás terjedelme: 8 oldal
HU 209 739 B
HU 209 739 Β
A találmány tárgya eljárás keményítőt tartalmazó polimer, közelebbről poliolefin előállítására. A találmány ilyen polimerből alakos termékek előállítási eljárására is vonatkozik.
Számos polimer anyagból előállított termék tekintetében nőtt az érdeklődés olyan polimerek előállítása iránt, amelyek a hulladékok kezelésének elősegítésére könnyen szétaprózódnak vagy lebomlanak.
Az elmúlt időszakban alkalmazott egyik megközelítés a polimer/keményítő kompozit anyagok kialakítása volt. A keményítő jelenléte a kompozit anyagokban a termékeket biológiailag lebonthatóvá teszi, azaz a keményítőn élő organizmusok, így baktériumok és gombák okozta hatás következtében a termékek könynyebben aprózódnak szét kevésbé összefüggő anyaggá.
Az elmúlt időszakban ilyen polimer/keményítő kompozit anyagok előállítására alkalmazott egyik módszer a keményítő összekeverése volt megolvasztott polimerrel extruderben vagy keverőben. Ez az eljárás sok esetben magában foglalja először a keményítő előkezelését annak érdekében, hogy a polimerrel kompatibilisebbé alakítsák. Bizonyos esetekben bomlást előidéző anyagot, így szerves fémvegyületet is adagolnak a polimerhez. Amint a keményítő biológiailag lebomlik, az ilyen polimerből készített termék elveszti fizikai integritását. A termék egyszerűen szétesik, és kevésbé tömbszerű anyag marad vissza. Ha bomlást előidéző anyagot alkalmaznak, a visszamaradó polimer oxidációja további szétaprózódást eredményezhet. Az ilyen polimer/keményítő kompozit anyagok keverés útján történő előállítása bonyolult, és gyakran károsnak bizonyult mind az alkalmazott berendezésre, mind a polimer tulajdonságaira nézve.
A polimer/keményítő kompozit anyagok előállításának másik módszere a keményítő gélesítése vízben és a kapott termék összekeverése olvasztott poliolefinnel. Ez a módszer gyakran homogénebb keveréket eredményez, azonban azzal járhat, hogy a kompozit anyagok fizikai tulajdonságai nem érik el a kívánt mértéket.
A polimer/keményítő kompozit anyagok előállítására további módszerként javasolták a polimer keményítő jelenlétében történő előállítását oldható átmenetifém-katalizátorok alkalmazásával. Ilyen módszert tár fel a 3 704 271 és a 4 431 788 számú USA-beli szabadalmi leírás. Az ilyen eljárások hátránya az, hogy az alkalmazott katalizátorok csekély aktivitása következtében az előállított polimer/keményítő kompozit anyagok kevés polimert tartalmaznak. A fenti két szabadalmi leírás nem utal például arra, hogy az eljárások alkalmasak lennének olyan polimer/keményítő kompozit anyagok előállítására, amelyek legalább 80 tömeg%. polimert tartalmaznak.
Mivel a két fenti szabadalmi leírás szerinti polimer/keményítő kompozit anyagok viszonylag nagy mennyiségű keményítőt tartalmaznak, nyilvánvalóan korlátozott az az anyagmennyiség, amely a poliolefin kívánatos tulajdonságait átviszi a kompozit anyagba, ami kizárja kis falvastagságú termékek előállításának lehetőségét.
A találmány feladata egyrészt olyan eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi nagyobb mennyiségű polimert tartalmazó polimer/keményítő kompozit anyag előállítását, másrészt eljárás biztosítása az így kapott anyagból kis falvastagságú alakos termékek, így fóliák és tartályok előállítására.
A feladat a találmány szerinti eljárással teljesíthető. A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a technika állása szerint ismert, a reakcióelegyben oldott, átmenetifém-tartalmú polimerizációs katalizátor helyett szilárd, szemcsés katalizátort használva, továbbá a katalizátort előbb szerves fémvegyület kokatalizátorral, majd pedig keményítővel érintkeztetve a katalizátor aktivitása oly mértékben megnő, hogy a polimer/keményítő kompozit anyag polimertartalma jelentősen meghaladja a korábban előállított hasonló anyagokét. Ennek következtében javulnak a termék mechanikai tulajdonságai, és lehetővé válik kis falvastagságú alakos termékek előállítása. Ugyanakkor a keményítő homogén módon oszlik el a polimerben, biztosítva annak könnyű biológiai lebonthatóságát, szemben a 4 431 788 számú USA-beli szabadalmi leírásban ismertetett eljárással előállított anyaggal, amelyben a polimer mintegy beburkolja a keményítőt.
A találmány a fentieknek megfelelően eljárás keményítőt tartalmazó polimer előállítására, amelynek során legalább egy 2-12 szénatomos olefint keményítőrészecskék, egy RnAlX3.n általános képletű szerves fémvegyület kokatalizátor - a képletben R jelentése egymástól függetlenül 1-10 szénatomos alkilcsoport, n értéke 1-től 3-ig terjedő szám, és
X jelentése halogénatom és egy Ziegler-Natta katalizátor jelenlétében polimerizálunk, és Ziegler-Natta katalizátorként szemcsés, a periódusos rendszer IVB, VB, VIB, VIIB vagy VIII csoportjába tartozó átmenetifémet tartalmazó katalizátort használunk, a keményítő/átmenetifém mólarányt 250:1 és 4000:1 között tartjuk, és a katalizátort a kokatalizátor jelenlétében érintkeztetjük a keményítővel.
A találmány továbbá eljárás az előzőek szerint előállított polimerből alakos termékek, így fóliák és tartályok előállítására.
A keményítő természetes előfordulású polimer, amely gabonából, ligninből, burgonyából, rizsből és hasonlókból izolálható, és amilóz egységekből épül fel. Minden amilóz egység három hidroxilcsoportot tartalmaz. A keményítő a közlemények szerint nagy polimerizációs fokú szénhidrát, amely a-l,4-glikozid elemek által összekapcsolt α-glukopianóz egységekből áll. A keményítő egy további leírása Whistlier és Paschall munkájában található [„Starch”, I és Π kötet (1965 és 1967)], amelyre ezúton hivatkozunk. A leírásban használt „keményítő” kifejezésen a keményítő valamennyi típusát értjük, továbbá a kémiai és/vagy fizikai úton módosított keményítőt és a keményítő bomlástermékeit, így a keményítő hidrolízisének termékeit, beleértve szacharifikálási termékeit. Előnyösek a szemcsés keményítők, különösen a gabonából, gyökerekből vagy gumókból előállított keményítők, különösen a burgonyakeményítő vagy a mó2
HU 209 739 Β dosított, lebontott keményítők. A „módosított keményítő” és „keményítő bomlástermékek” kifejezések magukban foglalják például az előzetesen zselatinszerűvé tett keményítőket (hidegen duzzasztott keményítő), savval módosított keményítőket, oxidált keményítőket, kisszámú keresztkötést tartalmazó keményítőket, keményítőétereket, keményítő-észtereket, dialdehid-keményítőket és a keményítő hidrolízisének és dexatréneknek bomlástermékeit.
Ha a keményítő egy bizonyos mennyiségen felül tartalmaz vizet, azt állapítottuk meg, hogy a víz teljesen megmérgezi az átmenetifém-tartalmú katalizátort. Ennek megfelelően általában előnyös, ha a keményítőt megfelelő nedvességtartalomig szárítjuk. A keményítőt előnyösen 7 tömeg%-nál kisebb víztartalomig, még előnyösebben 1 tömeg%-nál kisebb víztartalomig szárítjuk. A keményítőrészecskék mérete széles határok között változhat. Az alkalmazott keményítő típusától, a kívánt eredményektől és a végső felhasználástól függően alkalmazhatunk nagy és kis részecskéket. Általában kedvező kis, diszkrét keményítőrészecskék alkalmazása, előnyösen 0,05-100 μιη, még előnyösebben 150 μιη, és különösen előnyösen 1,5-25 μιη méretű részecskéket alkalmazunk.
A találmány szerinti eljárás bármilyen szemcsés, szilárd, átmenetifémet tartalmazó olefin polimerizációs katalizátor esetén alkalmazható, amely az elemek periódusos rendszere IVB-VIII csoportjaiba tartozó átmeneti fémeket, így titánt, cirkóniumot, hafniumot, tóriumot, vanádiumot, nióbiumot, tantált, krómot, molibdént, volfrámot, mangánt és vasat tartalmaz. A találmány szerinti eljárás szempontjából az olefinek polimerizálására alkalmazott katalizátorok közül legelőnyösebbek azok, amelyek titánt, vanádiumot vagy azok keverékét tartalmazzák. A találmány szerinti eljárás szempontjából hasznos, szemcsés, nagy aktivitású olefin polimerizációs katalizátorok magukban foglalják azokat, amelyeket a 4 363 746; 4 325 837; 4 326 988; 4 397 763; 4 394 291;
477 588; 4 555 496; 4 562 168; 4 107 414; 4 391 736; 4 384 982 és 4 514 514 számú USA-beli szabadalmi leírások tárnak fel, amelyekre ezúton hivatkozunk.
A találmány szerinti eljáráshoz alkalmas szerves fémvegyület kokatalizátort az Rn Al Xn-, általános képletű vegyületek közül választjuk ki, a képletben R jelentése egymástól függetlenül 1-10 szénatomos alkilcsoport, n értéke 1-től 3-ig terjedő szám, és
X jelentése halogénatom, amely lehet azonos vagy különböző.
Ezekre a szerves alumíniumvegyületekre példák a trimetil-alumínium, trietil-alumínium, triizopropil-alumínium, tridecil-alumínium, triizoprenil-alumínium, metil-alumínium-dibromid, etil-alumínium-diklorid, etil-alumínium-dijodid, izobutil-alumínium-diklorid, etil-alumínium-dijodid, izobutil-alumínium-diklorid, dimetil-alumínium-bromid, metil-alumínium-szeszkvibromid, etil-alumínium-szeszkviklorid és hasonlók. A titántartalmú katalizátorokkal való alkalmazás szempontjából előnyös kokatalizátorok az alkilalumíniumvegyületek, így a trietil-alumínium vagy trimetil-alumínium.
A maximális katalizátoraktivitás elérése szempontjából előnyös, ha a szerves alumíniumvegyület jelen van, amikor a szemcsés katalizátort először érintkezésbe hozzuk a keményítővel. A katalizátort, kokatalizátort és keményítőt általában alkalmas hígítóban elegyítjük, ehhez a szemcsés polimerizációs katalizátorokhoz általában alkalmazott hígítótípusok alkalmasak. Példaként említhetjük a száraz szénhidrogéneket, így az izobutánt, heptánt, hexánt, pentánt, metil-ciklohexánt, toluolt, xilolt és hasonlókat.
A találmány szerinti eljárásban alkalmazható polimerizálható olefinek az 1-12 szénatomos olefineket foglalják magukban. Előnyösebbek a 2-12 szénatomos mono-l-olefinek. Ezek a mono-1-olefinek kopolimerizálhatók egyéb olefinekkel és/vagy kis mennyiségű egyéb, olefinkötést tartalmazó monomerekkel, így 1,3butadiénnel, izoprénnel, 1,3-pentadiénnel, sztirollal, ametil-sztirollal és hasonló, olefinkötést tartalmazó monomerekkel, amelyek nem károsítják a katalizátort.
A keményítő, katalizátor és kokatalizátor alkalmazott mennyisége széles határok között változhat az elérendő eredménytől függően. Biológiailag jól lebonthatónak tekintett polimerek előállítása szempontjából keményítőt előnyösen olyan mennyiségben alkalmazunk, amely biztosítja, hogy a kapott polimer/keményítő kompozit anyag 1-40 tömeg% keményítőt tartalmazzon. Még előnyösebben 3-15 tömeg% keményítőt alkalmazunk. Az alkalmazandó katalizátor- és kokatalizátormennyiségre vonatkozóan hivatkozhatunk ezen katalizátoroknak olefinek - keményítő távollétében végzett polimerizálása során alkalmazott mennyiségére. Különösen jó eredmények érhetők el, ha trietil-alumínium kokatalizátort a 4 326 988 vagy 4 325 837 számú USA-beli szabadalmi leírásban feltárt típusú katalizátorral együtt alkalmazunk, amelynek során a trietil-alumínium kokatalizátor titánhoz viszonyított mólaránya a 10:1-350:1 tartományban van. A keményítő titánhoz viszonyított aránya széles határok között változhat. A keményítő titánhoz viszonyított mólaránya általában 111-40000:1 vagy ennél nagyobb.
A találmány szerinti eljárás vizsgálata során azt állapítottuk meg, hogy csekély mennyiségek esetén a keményítőmolekula növeli a szemcsés katalizátor aktivitását. Ha az alkalmazott keményítőmennyiség viszont már csökkenti a katalizátor termelékenységét, ezt a hatást ki lehet küszöbölni az alkalmazott kokatalizátor mennyiségének növelésével.
A találmány szerinti eljárással előállított polimer/keményítő kompozit anyagot az adott kompozit anyag fizikai tulajdonságaitól függően különböző módokon lehet alkalmazni. A legalább 80% polimert tartalmazó kompozit anyagot - különösen, ha a polimer poliolefin, így polietilén vagy polipropilén - általában olyan termékek gyártására alkalmazhatjuk, mind a hulladékgyűjtő zsákok, bevásárlószatyrok, árucsomagolók, és különböző típusú palackok, tartályok és csomagolóanyagok.
HU 209 739 B
A találmányt a következőkben példákkal szemléltetjük. A példákban egyéb utalás hiányában a keményítőt vákuumban 110 °C hőmérsékleten 0,5 tömeg% nedvességtartalomig szárítjuk.
I. példa
Kísérletsorozatot végzünk a keményítő etilén polimerizálására gyakorolt hatásának vizsgálatára a Catalyst Resources Inc. által forgalmazott katalizátor alkalmazásával, amelyet a 4 363 746, 4 325 837 és 4 326 988 számú USA-beli szabadalmi leírásokban feltárt általános eljárással állítanak elő, és amely 12 tömeg% titánt tartalmaz. A katalizátort úgy készítik, hogy titán-tetraoxid- és magnéziumklorid-oldatot készítenek, majd az oldatból etil-alumínium-szeszkviklorid hozzáadásával szilárd anyagot csapnak ki olyan körülmények között, hogy a szilárd anyagon prepolimer válik le. A kapott szilárd anyagot ezután titán-tetrakloriddal érintkeztetik. Ezek a katalizátorok általában 1-30 tömeg% prepolimert, jellemzően 4-10 tömeg% prepolimert tartalmaznak. A kokatalizátor trietil-alumínium heptánban készített 15 tömeg%-os oldata. Az alkalmazott szénhidrogén oldószereket használat előtt gázmentesítik, és aktivált timföld vagy molekulaszűrők segítségével szárítják. A katalizátort és a keményítőt külön-külön ciklohexánban zagyosítják, így adagolásuk fecskendő alkalmazásával vagy tűszelepen keresztül megoldható. A zagyok homogenitásáról ultrahangos berendezéssel gondoskodunk. A polimerizációs reakciókat 3,8 dm3 térfogatú kevert autoklávban játszatjuk le. A katalizátort, kokatalizátort és keményítőt száraz reaktorba töltjük be környezeti hőmérsékleten etilénáramban. Ebben a példában a katalizátort és a kokatalizátort érintkeztetjük egymással, mielőtt a katalizátor érintkezésbe kerül a keményítővel. A reaktort lezárjuk, és megszüntetjük az etilén átáramoltatását. Ezután a reakcióelegy oldószereként izobutánt adagolunk. A reaktor hőmérsékletét 90 °C-ra növeljük, ekkor hidrogént adagolunk 0,32 MPa parciális nyomás eléréséig. Ezt követően etilént adagolunk 1,38 MPa parciális nyomás eléréséig. A reakcióhőmérsékletet és az etilénnyomást 1 órán keresztül állandó értéken tartjuk. Ezt követően az oldószert eltávolítjuk, és a polimert száraz pelyhek alakjában összegyűjtjük. A polimerizáció paraméterei és a kapott eredmények az 1. táblázatban láthatók.
1. táblázat
Keményítő hatása etilén polimerizációjáraa
Kísérlet | Et3Al koncent- ráció (xl(T3 mól/1) | Keményítő (g) | Aktivitás g PE/g XPF/h | Kemé- nyítő/Tib | % keményítőc | MI | HLMI | Sűrűség (g/cm3) | CPC elemzésd | ||
Mw | M„ | Hl | |||||||||
1, | 1,7 | 0 | 25,000 | 0 | 0 | 0,60 | 21,2 | 0,9607 | 150 | 29,7 | 5,1 |
2. | 1,7 | 1 | 27,000 | 250 | 0,4 | 0,56 | 18,0 | 0,9617 | 146 | 28,6 | 5,1 |
3. | 1,7 | 2 | 30,000 | 500 | 0,7 | 0,47 | 14,9 | 0,9625 | 165 | 24,2 | 6,8 |
4. | 1,7 | 4 | 30,000 | 1000 | 1,3 | 0,27 | 9,4 | 0,9638 | 186 | 36,0 | 5,2 |
5. | 1,7 | 8 | 24,000 | 2000 | 3,3 | 0,39 | 14,1 | 0,9732 | 181 | 33,5 | 5,4 |
6. | 1,7 | 16 | 11,000 | 4000 | 12,6 | 0,17 | 5,4 | (e) | 206 | 30,6 | 6,7 |
7. | 2,8 | 16 | 20,000 | 4000 | 7,5 | 0,36 | 10,8 | (e) | - | - | - |
8. | 3,9 | 16 | 33,000 | 4000 | 4,6 | 0,56 | 17,8 | 0,9771 | 147 | 23,2 | 6,3 |
a) Körülmények: 3,8 dm3 autokláv reaktor, izobután oldószer (2 dm3), 1 óra, XPF katalizátor (10 mg), P(H2) = 0,32 MPa, P(C2H4) = 1,38 MPa
b) A mólarány a keményítő képletének megfelelő tömegre van vonatkoztatva.
c) A termékben lévő keményítőtartalom tömeg%-ban.
d) Mw = átlagos molekulatömeg/103; Mn = átlagos molekulaszám/103 Hl = heterogenitást index (Mw/Mn)
e) 0,99-1,13 g/cm3 között.
Az 1. táblázat adatai jelzik, hogy a keményítő jelenléte alacsony tartalmak esetén növeli a Catalyst Resources Inc. gyártmányú katalizátor aktivitását. Ha nem adagolunk keményítőt a reaktorba, a katalizátor terme- 55 lékenysége 25 000 g polietilén/g katalizátor/óra. 1 g szárított keményítő adagolása, azaz 250-es keményítő/titán mólarány a termelékenységet 27 000 g polietilén/g katalizátor/óra értékre növeli. A termelékenység tovább nő 30 000 g polietilén/g katalizátor/óra értékre
500 és 1000 keményítő/titán mólarány-érték esetén. Az adatok azt mutatják, hogy ha a keményítő/titán mólarányt 2000-re növeljük, a katalizátor nem aktívabb, mint amikor nem alkalmazunk keményítőt a katalizátorral együtt. Az a tény, hogy a keményítő ténylegesen növeli a katalizátor aktivitását, különösen meglepő, mivel a keményítő minden amilózcsoportja három hidroxilcsoportot tartalmaz, és várható lenne, hogy azok 60 katalizátorméregként hatnak.
HU 209 739 Β
A nagy keményítő/titán mólarányok esetén megfigyelt termelékenység-csökkenés a táblázat adatai szerint reverzibilis. így amíg a 6. kísérlet csak 11 000 g polietilén/g katalizátor/óra termelékenységet mutatott 4000 értékű keményítő/titán mólaránynál, a trietil-alumínium mennyiségének növelésével a termelékenység ismét növelhető. A trietil-alumínium koncentrációjának 1,7 X10-3 mol/l-ről 2,8xl0-3 mól/l-re, illetve 3,9xl0’3 mól/l-re történő növelése a termelékenységet 11 000-ről 20 000, illetve 33 000 g polietilén/g katalizátor/óra értékre növeli. Az 1-6. kísérletekben az alumínium/titán mólarány, azaz grammatom-arány 132:1. A 7. és 8. kísérletben az alumínium/titán mólarány 220:1, illetve 307:1. Feltételezzük, hogy a szilárd keményítő és katalizátor eloszlása a cseppfolyós közegben heterogén, amíg a trietil-alumínium oldatban van, és mindkét szilárd anyaggal szabadon kölcsönhatásba léphet.
A 8. kísérlet azt mutatja, hogy nagy kitermeléssel nyerhetünk polimert, ugyanakkor olyan kompozit anyagot állíthatunk elő, amely a biológiai lebonthatósághoz elégségesnek tekintett mennyiségű keményítőnél többet tartalmaz.
II. példa
Ez a példa áz adagolási sorrend, a keményítőtartalom, a keményítőben lévő nedvességtartalom és a komonomer polimerizációra gyakorolt hatását szemlélteti. A katalizátor és kokatalizátor ugyanazok mint az I. példában. Az 1-3. kísérletek megegyeznek az I. példában leírtakkal. Ebben a példában a [Al/XPF] kifejezés azt jelöli, hogy a kokatalizátort és a katalizátort kombináljuk a keményítővel történő érintkeztetés előtt. Az (Al/ST) kifejezés azt jelöli, hogy a kokatalizátort és a keményítőt kombináljuk a katalizátorral történő érintkeztetés előtt. Végül az [XPF/ST] azt jelöli, hogy a katalizátort kombináljuk a keményítővel a kokatalizátorral történő egyesítés előtt.
A polimerizálást az I. példában alkalmazott általános körülmények között végezzük.
2. táblázat
A beadagolás sorrendje, a keményítő, a keményítő nedvességtartalma és a komonomer által a keményítő okozta katalizátor-termelékenységnövelésre gyakorolt hatás
Kíséri. | Adagolás sorrendjeb | Keményítő (g) | Víz (%) | Hexén (g) | Aktivitás gPE/g XPF/h | MI | HLMI | Sűrűség (g/cm3) | CPC elemzésc | ||
Mw | M„ | Hl | |||||||||
1. | Al/XPF | 0 | - | 25,000 | 0,60 | 21,2 | 0,9607 | 150 | 29,7 | 5,1 | |
2. | [Al/XPFJSt | 1 (burgonya) | 0,50 | - | 27,000 | 0,56 | 18,0 | 0,9617 | 146 | 28,6 | 5,1 |
3. | [Al/XPFJSt | 2 (burgonya) | 0,50 | - | 30,000 | 0,47 | 14,9 | 0,9625 | 165 | 24,2 | 6,8 |
9. | [AlStJXPF | 1 (burgonya) | 0,50 | - | 28,000 | 0,54 | 18,8 | 0,9615 | 154 | 29,7 | 5,2 |
10. | [Al/St]XPF | 2 (burgonya) | 0,50 | - | 30,000 | 0,48 | 14,7 | 0,9624 | 160 | 29,3 | 5,4 |
11. | A1[XPF/St] | 2 (burgonya) | 0,50 | - | 6,600 | 0,29 | 10,3 | 0,9732 | 178 | 30,7 | 5,8 |
12. | [Al/XPFJSt | 2 (burgonya) | 9,48 | - | - | - | - | - | - | - | - |
13. | [Al/XPF/St | 2 (gabona) | 0,50 | - | 30,000 | 0,38 | 12,7 | 0,9623 | 161 | 29,4 | 5,5 |
14. | Al/XPF | 0 | 90 | 25,000 | 1,32 | 35,1 | 0,9501 | 117 | 26,9 | 4,3 | |
15. | [Al/XPFJSt | 2 (burgonya) | 0,50 | 90 | 28,000 | 2,00 | 53,1 | 0,9542 | 105 | 20,7 | 5,1 |
a) Körülmények: 3,8 dm3 autokláv reaktor, izobután oldószer (2 dm3), 1 óra, XPF katalizátor (10 mg), P(H2) = 0,32 MPa, P(C2H4) = 1,38 MPa
b) Al = Et3Al, St = keményítő, [] = reakció a reaktorba való betöltés előtt.
c) Mw = átlagos molekulatömeg/103; Mn = átlagos molekulaszám/103 Hl = heterogenitási index (Mw/Mn)
A 2. táblázat adatai azt mutatják, hogy a három komponens, azaz a keményítő, a katalizátor és a kokatalizátor 50 adagolásának sorrendje fontos. Ha ezeket kokatalizátorkeményítő - katalizátor vagy kokatalizátor - katalizátor-, keményítő sorrendben adagoljuk, jó termelékenységet figyelünk meg. Ha a katalizátort és a keményítőt a kokatalizátor adagolása előtt keverjük össze, az aktivitás jelen- 55 tős csökkenését figyeljük meg. Úgy véljük, hogy ezt a keményítőhöz kapcsolódó víz okozhatja még akkor is, ha a víztartalom nagyon alacsony. Úgy tekintjük, hogy a kokatalizátor valamilyen módon vízmegkötőként hat a rendszerben. A 12. kísérlet azt mutatja, hogy ha a kémé- 60 nyitót nem szántjuk meg előzetesen, a katalizátort teljesen megmérgezi. A 10. és 13. kísérletek összehasonlítása azt mutatja, hogy a termelékenység vagy a polimer tulajdonságai tekintetében nincs kimutatható különbség akkor, ha a szántott gabonakeményítőt szárított burgonyakeményítővel helyettesítjük. A 14. és 15. kísérletek öszszehasonlítása azt mutatja, hogy a keményítő által okozott aktivitás-növekedést nem befolyásolja komonomer adagolása a polimerizálás során.
III. példa
Polimer/keményítő kompozit anyagokat állítunk
HU 209 739 Β elő száraz, oldható keményítő és tiszta, pelyhes polietilén Brabander Plasti-corder keverőben történő összekeverése útján. A keveréket nitrogén alatt 150 °C hőmérsékleten készítjük 30 perc tartózkodási idő alkalmazásával. A keveréssel előállított polimér/keményítő gyantákat melegen filmmé sajtoljuk. Hasonló filmeket állítunk elő olyan polimer/keményítő kompozit anyagokat melegen sajtolva, amelyeket a találmány szerinti eljárásnak megfelelően állítunk elő etilénkeményítő jelenlétében végzett polimerizálásával.
Mindkét típusú filmet vizes jódoldatba merítjük úgy, hogy a felületaktív keményítőrészecskék könnyen megfigyelhetők legyenek, és mikroszkópos felvételeket lehessen készíteni. A polimerizálással készült polimer/keményítő kompozit anyagokból előállított film vizuálisan egészen hasonló a fizikai keveréssel előállított polimer/keményítő anyagból készített filmhez. A keményítőrészecskék mindkét anyagban homogén módon oszlanak el a film mátrixában. A polimerizálással készített kompozit anyag felületén a keményítő hozzáférhetősége jelzi, hogy az eljárás nem teszi hozzáférhetetlenné a keményítőt annak beburkolása révén.
Mivel a keményítő sűrűsége 1,3 g/cm3, a polimer/keményítő keverékek sűrűségének növekednie kell a keményítőtartalom növekedésével. Az 1. és 2. táblázat adatai jelzik, hogy ez figyelhető meg. A polimerizálással és fizikai keveréssel előállított polimer/keményítő kompozit anyagok sűrűsége egészen hasonló. A két eljárással előállított, 3,3 tömeg% keményítőt tartalmazó gyanta sűrűsége például 0,9732, illetve 0,9729 g/cm3.
IV. példa
Néhány további kísérletet végzünk polimer/keményítő kompozit anyagok előállítására a találmány szerinti eljáráshoz szükséges szemcsés átmenetifém-katalizátorok helyett cseppfolyós átmenetifém-vegyületeket alkalmazva.
Ezekben a kísérletekben az átmenetifém-vegyület katalizátort keményítő és trialkil-alumínium kokatalizátor toluolos oldatával egyesítjük. Az egyik esetben a keményítő-kokatalizátor oldatot úgy készítjük, hogy kokatalizátorként trietil-alumíniumot (TEA) alkalmazunk. Az oldat alumíniumkoncentrációja 1,1 mól/l. A másik keményítő-kokatalizátor oldatot úgy készítjük, hogy kokatalizátorként trimetil-alumíniumot (TMA) alkalmazunk, és az oldat alumíniumkoncentrációja 1,2 mól/l.
Az egyik polimerizációs kísérlet során a keményítő-TMA oldat 5 cm3-ét, azaz kb. 5,5 mmól alumíniumot és ciklopentadienil-cirkónium-diklorid 0,01 mól/os toluolos oldatának 0,5 cm3-ét, azaz 0,05 mmól cirkóniumot alkalmazunk. A polimerizációt 50 ° hőmérsékleten és 3,79 MPa etilén-nyomáson 1 óra időtartamig folytatjuk. 2,86 g fehér polimert kapunk. Ez 7800 g polimer/g cirkónium/óra termelékenységnek felel meg. Egy másik polimerizációs kísérletben a keményítő/TEA oldat 5 cm3-ét, azaz 6 mmól alumíniumot alkalmazunk titán-tetraklorid 0,01 mol/1 koncentrációjú ciklohexános oldatának 1 cm3-ével, azaz 0,01 mmól titánnal. A polimerizációt ismét 50 °C hőmérsékleten és 3,79 MPa etilén-nyomáson végezzük 1 órán keresztül. 5,81 g fehér polimert kapunk. Ez 13000 g polimer/g titán/óra termelékenységnek felel meg.
Egy további polimerizációs kísérletben 5 cm3 keményítő/TEA oldatot, azaz 6 mmól oldatot alkalmazunk titán-tetraklorid 0,01 mol/1 koncentrációjú ciklohexános oldatának 9 cm3-ével, azaz 0,09 mmól titánnal. A polimerizációt ismét 50 °C hőmérsékleten és 3,79 MPa etilén-nyomáson végezzük. 19,9 g fehér polimert kapunk. Ez 4700 g polimer/g titán/óra termelékenységnek felel meg. Ezekkel az 5000, 13 000 g polimer/g átmenetifém/óra termelékenységi adatokkal szemben az I. példában a találmány szerinti eljárásnak megfelelő 2-8. kísérletek 93 000-300 000 g polimer/g átmenetifém/óra termelékenységi adatokat mutatnak. Ez azt jelzi, hogy a találmány szerinti eljárás alkalmas sokkal alacsonyabb átmenetifém-tartalmú polimer/keményítő kompozit anyagok előállítására, mint azok a polimer/keményítő kompozit anyagok, amelyeket cseppfolyós átmenetifém-vegyületek alkalmazásával készítünk.
A találmány szerinti eljárást általános kifejezésekkel írtuk le, és a példák a találmány szemléltetésére szolgálnak, ezért tekintettel kell lenni arra, hogy számos változat és módosulat vitelezhető ki anélkül, hogy a találmányi gondolattól és a találmány oltalmi körétől eltávolodnánk.
Claims (10)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás keményítőt tartalmazó polimer előállítására, amelynek során legalább egy 2-12 szénatomos olefint keményítőrészecskék, egy RnAlX3.n általános képletű szerves fémvegyület kokatalizátor - a képletben R jelentése egymástól függetlenül 1-10 szénatomos alkilcsoport, n értéke 1-től 3-ig terjedő szám, ésX jelentése halogénatom és egy Ziegler-Natta katalizátor jelenlétében polimerizálunk, azzal jellemezve, hogy Ziegler-Natta katalizátorként szemcsés, a periódusos rendszer IVB, VB, VIB, VIIB vagy VIII csoportjába tartozó átmenetifémet tartalmazó katalizátort használunk, a keményítő/átmenetifém mólarányt 250:1 és 4000:1 között tartjuk, és a katalizátort a kokatalizátor jelenlétében érintkeztetjük a keményítővel.
- 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kokatalizátorként 1-4 szénatomos alkilcsoportokat tartalmazó trialkil-alumínium-vegyületeket használunk.
- 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szemcsés olefin polimerizációs katalizátorként titánt és magnéziumot tartalmazó katalizátort használunk.
- 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szemcsés olefin polimerizációs katalizátorként 1-30 tömeg% polietilén prepolimert tartalmazó katalizátort használunk.
- 5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve,HU 209 739 B hogy kokatalizátorként trialkil-alumíniumot, előnyösen trietil-alumíniumot használunk.
- 6. A 3-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keményítő:titán mólarányt 250:1 és 2000:1 között tartjuk. 5
- 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kokatalizátor:titán mólarányt 10:1 és 350:1 között tartjuk.
- 8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a legalább egy 2-12 szénatomos olefin kiindulási anyaghoz legfeljebb 20 tömeg% mennyiségű keményítőt használunk.
- 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olefinként etilént használunk.
- 10. Eljárás alakos termékek, előnyösen fóliák és tartályok előállítására, azzal jellemezve, hogy az előállítás során az 1-9. igénypontok bármelyike szerint előállított polimert használjuk.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/443,545 US5082882A (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Use of starch in the preparation of polymers |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU908013D0 HU908013D0 (en) | 1991-06-28 |
HUT60298A HUT60298A (en) | 1992-08-28 |
HU209739B true HU209739B (en) | 1994-10-28 |
Family
ID=23761224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU908013A HU209739B (en) | 1989-11-30 | 1990-11-30 | Process for preparing a polymer containing starch and for from such polymer making shaped articles |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5082882A (hu) |
EP (1) | EP0430155B1 (hu) |
JP (1) | JPH03172332A (hu) |
KR (1) | KR910009743A (hu) |
AT (1) | ATE115965T1 (hu) |
CA (1) | CA2017590A1 (hu) |
DE (1) | DE69015330T2 (hu) |
DK (1) | DK0430155T3 (hu) |
ES (1) | ES2066091T3 (hu) |
HU (1) | HU209739B (hu) |
MX (1) | MX164614B (hu) |
NO (1) | NO176666C (hu) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4133193A1 (de) * | 1991-10-07 | 1993-04-08 | Basf Ag | Waessrige polymerisatdispersionen |
US6242102B1 (en) | 1991-12-26 | 2001-06-05 | Biotec Biologische Natuverpackungen Gmbh & Co., Kg | Single or multilayer foil having a layer containing thermoplastically processable starch |
JP3121113B2 (ja) * | 1992-04-17 | 2000-12-25 | 出光興産株式会社 | スチレン系樹脂組成物の製造方法 |
US5429073A (en) * | 1993-10-26 | 1995-07-04 | Shakespeare Company | Bedding materials for animals |
US5622906A (en) * | 1994-09-16 | 1997-04-22 | Phillips Petroleum Company | Compositions useful for olefin polymerization and processes therefor and therewith |
US5759569A (en) * | 1995-01-10 | 1998-06-02 | The Procter & Gamble Company | Biodegradable articles made from certain trans-polymers and blends thereof with other biodegradable components |
US6090884A (en) * | 1998-05-07 | 2000-07-18 | S. C. Johnson Commercial Markets, Inc. | Starch degradation/graft polymerization composition, process, and uses thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3704271A (en) * | 1968-06-06 | 1972-11-28 | Dynatron Research Corp | Polyolefin-starch |
GB1487050A (en) * | 1974-11-26 | 1977-09-28 | Coloroll Ltd | Synthetic-resin-based compositions |
DE3007433C2 (de) * | 1980-02-28 | 1982-06-16 | Maizena Gmbh, 2000 Hamburg | Verfahren zur Herstellung von Polymermassen aus Polyolefinen und Stärke und/oder Lignin sowie gegebenenfalls Cellulosefasern |
-
1989
- 1989-11-30 US US07/443,545 patent/US5082882A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-05-25 CA CA002017590A patent/CA2017590A1/en not_active Abandoned
- 1990-08-31 MX MX2218390A patent/MX164614B/es unknown
- 1990-09-03 JP JP2233089A patent/JPH03172332A/ja active Pending
- 1990-09-03 KR KR1019900013873A patent/KR910009743A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-11-27 DE DE69015330T patent/DE69015330T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-27 DK DK90122633.2T patent/DK0430155T3/da active
- 1990-11-27 AT AT90122633T patent/ATE115965T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-11-27 EP EP90122633A patent/EP0430155B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-27 ES ES90122633T patent/ES2066091T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-29 NO NO905189A patent/NO176666C/no unknown
- 1990-11-30 HU HU908013A patent/HU209739B/hu not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69015330T2 (de) | 1995-05-18 |
KR910009743A (ko) | 1991-06-28 |
NO176666C (no) | 1995-05-10 |
DE69015330D1 (de) | 1995-02-02 |
MX164614B (es) | 1992-09-08 |
EP0430155B1 (en) | 1994-12-21 |
ATE115965T1 (de) | 1995-01-15 |
NO176666B (no) | 1995-01-30 |
HUT60298A (en) | 1992-08-28 |
EP0430155A3 (en) | 1992-04-08 |
NO905189D0 (no) | 1990-11-29 |
NO905189L (no) | 1991-05-31 |
DK0430155T3 (da) | 1995-02-20 |
EP0430155A2 (en) | 1991-06-05 |
US5082882A (en) | 1992-01-21 |
HU908013D0 (en) | 1991-06-28 |
ES2066091T3 (es) | 1995-03-01 |
JPH03172332A (ja) | 1991-07-25 |
CA2017590A1 (en) | 1991-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5298579A (en) | Olefin polymerization process | |
Hlatky | Heterogeneous single-site catalysts for olefin polymerization | |
CA2043814C (en) | Catalyst and process for making bimodal polyolefins | |
US4732882A (en) | Catalyst composition for polymerizing alpha-olefins | |
US6111039A (en) | Dual donor catalyst system for the polymerization of olefin | |
JP3390446B2 (ja) | 高分子量成分及び低分子量成分を含む樹脂組成物 | |
USRE33683E (en) | Catalyst composition for polymerizing alpha-olefins | |
JP2749731B2 (ja) | オレフィン重合用触媒の製造方法 | |
NO310112B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling, blanding og anvendelse av en blanding som inneholder etylen-polymerer | |
EP0416928A2 (en) | New carrier catalyst for the polymerization of ethylene | |
US4211863A (en) | Polymer slurry catalyst residue deactivation | |
US4677087A (en) | Catalyst composition for polymerizing alpha-olefin polymers of relatively narrow molecular weight distribution | |
EP0104374B1 (en) | Polymerization of olefins | |
EP0729478A1 (en) | A catalyst composition for the copolymerization of ethylene | |
US5521251A (en) | Propylene random copolymer composition | |
US4477588A (en) | Polyolefin polymerization process and catalyst | |
JP3352754B2 (ja) | オレフィン重合用触媒系、この重合のための方法及び得られたポリマー | |
JP2889674B2 (ja) | 広い分子量分布の生成物を製造するためのシラン変性支持ポリオレフィン触媒 | |
HU209739B (en) | Process for preparing a polymer containing starch and for from such polymer making shaped articles | |
JP3316503B2 (ja) | 線状低密度(エチレン−ヘキセン)コポリマー製造用触媒組成物及び該コポリマーから得られるフィルム | |
JPH04266911A (ja) | α−オレフィンの立体特異重合に有用な触媒固体 | |
WO2004050722A1 (en) | Ziegler natta catalyst system and polymerisation process using said zn catalyst system for producing ethylene copolymers having a broad molecular weight distribution | |
AU658984B2 (en) | Process for the preparation of a spherical catalyst component | |
US4540757A (en) | Polymerization and catalyst | |
JPS6369809A (ja) | プロピレン重合法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |