Способ получения твердого компонента катализатора, твердый компонент катализатора, катализатор для стереоспецифической полимеризации, способ стереоспецифической полимеризации пропилена

Способ получения твердого компонента катализатора, твердый компонент катализатора, катализатор для стереоспецифической полимеризации, способ стереоспецифической полимеризации пропилена

Реферат

 

Сущность изобретения: твердый компонент катализатора на носителе для стереоспецифической полимеризации пропилена и других альфа-олефинов получают посредством взаимодействия неактивированной двуокиси кремния последовательно с: (i) диалкилмагнием или галоидом магнийалкила; (ii) галоидирующим агентом, выбранным из галоидов кремния, олова и сурьмы; (iii) четырехгалоидным соединением титана; и (iv) основанием по Льюису. Катализатор для стереоспецифической полимеризации пропилена и других альфа-олефинов состоит из: (А) твердого компонента катализатора; (В) алюминийтриалкила или галоидпроизводного алюминийалкила; (С) электронодонорного соединения, способного образовывать сложное соединение с компонентом (В). 4 с. и 5 з. п. ф-лы, 10 табл.

Настоящее изобретение касается способа получения компонента катализатора для полимеризации -олефинов, катализатора, который включает в себя полученный компонент, и способа полимеризации a-олефинов с применением этого катализатора.

Олефиновые мономеры, например этилен, пропилен и высшие a-олефины, можно полимеризовать, применяя катализаторы типа Циглера Натта, т.е. каталитические системы, полученные посредством комбинации органометаллического соединения элементов из групп 1А-ША и соединения переходного металла, принадлежащего группам IVА-VIА в Периодической Таблице (Boor Zr. "Катализаторы Циглера-Натта и полимеризация", Академик, Нью-Йорк, 1979).

Когда эти катализаторы применяют для полимеризации пропилена и высших a-олефинов, то образуется смесь изотактических и атактических полимеров, причем наиболее ценным материалом для промышленных целей является изотактический полимер. Таким образом, первая проблема заключается в ориентации полимеризации олефина в сторону преобладающего или исключительного образования изотактического полимера. Другая проблема состоит в том, чтобы уменьшить содержание каталитических остатков, полученных в полимере, до более низких уровней, которые могут вызвать вредные эффекты в последующей обработке и фазах превращения.

Для улучшения стереоспецифичности и активности каталитической системы использовали различные приемы. Эти приемы в общем основаны на модификации компонентов каталитической системы путем ввода дополнительных компонентов и обычно оснований по Льюису и применения носителя для переходного металла и типично галоида двухвалентного металла.

В соответствии с патентом США N 4252670, C 08 F 4/64, компонент для полимеризации олефинов получают путем обработки органического соединения магния галоидирующим агентом и добавки основания по Льюису и тетрахлорида титана в полученный продукт реакции. Согласно патенту США N 5006620, C 08 F 4/648, компонент катализатора для полимеризации олефинов получают путем обработки двуокиси кремния последовательно органическим соединением магния газообразным хлорирующим агентом, выбранным из хлора и соляной кислоты, производного фталевой кислоты, С_1-8 алканола, и тетрахлоридом титана.

В соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что неактивированная двуокись кремния может взаимодействовать с органическим соединением магния, образуя активированный носитель, который легко можно галогенизировать галоидом кремния, олова или сурьмы. Также обнаружили, что этот активированный и галоидизированный носитель может взаимодействовать с тетрахлоридом титана и особенно с основаниями по Льюису, образуя простым и экономичным способом твердый компонент катализатора, который является высокоактивным в полимеризации a-олефинов в стереорегулярных полимерах.

В соответствии с этим настоящее изобретение касается способа получения твердого компонента катализатора, являющегося активным в полимеризации пропилена и других a-олефинов в стереорегулярных полимерах, состоящего из носителя из двуокиси кремния и каталитически активной части, включающей в себя магний, галоид, титан и основание по Льюису, причем способ заключается в том, что (i) носитель из неактивированной двуокиси кремния обрабатывают путем контактирования двуокиси кремния с раствором в инертном углеводородном растворителе магнийдиалкила или галоида магнийалкила при весовом соотношении между соединением магния и двуокисью кремния от 0,1/1 до 10/1, при температуре в интервале от 20^oC до точки кипения жидкой фазы в течение периода времени, достаточного для полного или почти полного осаждения соединения магния на двуокиси кремния; (ii) обработанный на стадии (i) носитель подвергают галоидированию путем контакта активированного носителя с раствором в инертном углеводородном растворителе галоидирующего агента, выбранного из галоидов кремния, олова или сурьмы, при молярном отношении между галоидирующим агентом и соединением магния, осажденным на стадии (i), от 0,1/1 до 100/1, при температуре -20 100^oC в течение 0,5 5,0 часов; (iii) носитель, галоидизированный на стадии (ii), подвергают титанированию посредством контактирования галоидированного носителя с избыточным количеством четырехгалоидного соединения титана, жидким или в растворе, при температуре от -80^oC до 120^oC в течение периода времени 0,5 5,0 часов; (iv) образуют твердый компонент катализатора посредством контактирования носителя, титанированного на стадии (iii) c основанием по Льюису, жидким, либо в растворе в инертном углеводородном растворителе, при молярном отношении между основанием по Льюису и соединением магния, абсорбированным на стадии (i), 0,05/1 0,5/1, при температуре 80 120^oC в течение периода времени 0,5 - 5,0 часов; и (v) твердый компонент катализатора извлекают из продуктов реакции со стадии (IV).

Двуокисью кремния, пригодной в качестве носителя для катализатора согласно настоящему изобретению, предпочтительно является микросфероидальная пористая двуокись кремния с размером частиц 20 100 мкм, площадью поверхности 150 400 м²/г, объемом пор 1,3 1,8 мл/г и средним диаметром пор 20 - 30 А (ангстрем). Эту двуокись кремния не активируют предварительно, и, следовательно, она содержит гидроксилы и воду в общем количестве, которое обычно выше, чем от 1 мас. до максимального значения 5 мас.

На стадии (i) способа в соответствии с настоящим изобретением носитель из двуокиси кремния взвешивают в растворе, в инертном органическом растворителе, магнийдиалкила или галоида магнийалкила.

Соединениями магния, пригодными для этой цели, являются те, которые можно определить формулой М_дRR' или М_дR"Х, где R, R' и R" каждый независимо представляет алкиловую группу, линейную или разветвленную, содержащую от 1 до 12 атомов углерода, а Х атом галоида, предпочтительно хлор. Специальными примерами являются магнийдиэтил, магнийэтилбутил, магнийдигексил, магнийбутилоктил и магнийдиоктил.

Примерами инертных углеводородных растворителей, пригодных для этой цели, являются алифатические углеводородные растворители, например пентан, изопентан, гексан, гептан и октан.

На практике носитель добавляют в раствор соединения магния либо носитель предпочтительно взвешивают в инертном органическом растворителе, выбранном из упомянутых, и раствор соединения магния в одном или другом инертном углеводородном растворителе медленно добавляют в полученную суспензию.

Полученную суспензию поддерживают при температуре от 20^oC до температуры кипения жидкой фазы и предпочтительно при температуре 50 - 70^oC.

На этой стадии соединение магния осаждают на носителе из двуокиси кремния, а для обеспечения успеха на последующей стадии (ii) важно применять количество соединения магния, которое не выше, чем поглощающая способность носителя. Для этой цели отношение по массе между соединением магния и двуокисью кремния может быть 0,1/1-10/1 и предпочтительно 0,2/1-1,5/1, а лучше всего значение примерно 1/1.

При указанных условиях время, необходимое для полной или почти полной абсорбции соединения магния, изменяется от 10 минут до 2 часов в зависимости от выбранной температуры, а в предпочтительном способе примерно 0,5 1,0 часа.

В конце обработки твердые частицы отделяют от суспензии, например, посредством осаждения, фильтрования или центрифугирования и промывают инертным растворителем, например жидким алифатическим углеводородом, и возможно сушат.

На стадии (ii) способа в соответствии с настоящим изобретением носитель, обработанный, как было описано, помещают в контакте, и он взаимодействует с галоидирующим агентом, выбранным из галоидов кремния, олова и сурьмы.

Галоидами, пригодными для этой цели, являются хлориды и бромиды кремния и хлор- и бромсиланы. Особыми примерами этих соединений являются тетрахлорид кремния, тетрабром кремния, трихлорсилан, винилтрихлорсилан, трихлорэтоксисилан и хлорэтилтрихлорсилан. Среди них предпочтительным является тетрахлорид кремния.

Другими соответствующими галоидирующими агентами являются хлориды и бромиды олова и сурьмы, например тетрахлорид олова, который предпочтителен, и пентахлорид сурьмы.

На стадии (ii) обработанный носитель взвешивают в инертном органическом растворителе и обычно в алифатическом углеводородном растворителе, например пентане, изопентане, гексане, гептане и октане. Галоидирующий агент добавляют в полученную суспензию и полученную суспензию нагревают до температуры от -20^oC до 100^oC в течение 0,5 5 часов, предпочтительно при температуре 70 95^oC в течение 1 2 часов.

Как было указано, на стадии (ii) молярное отношение между галоидирующим агентом и соединением магния составляет 0,1/1-100/1, причем наилучшие результаты достигаются с значением отношения примерно 10/1.

В конце галоидизирования твердые частицы отделяют от суспензии, например, путем осаждения, фильтрования или центрифугирования, их промывают растворителем, например жидким алифатическим углеводородным растворителем, и возможно сушат.

На стадии (iii) способа в соответствии с настоящим изобретением галоидированный носитель со стадии (ii) подвергают титанированию посредством взаимодействия с четырехгалоидным соединением титана и предпочтительно с тетрахлоридом титана.

В частности, способ осуществляют с избыточным количеством четырехгалоидного соединения титана путем суспендирования галоидированного носителя в жидком четырехгалоидном соединении титана или в растворе, в одном из указанных инертных углеводородных растворителей. Рабочая температура изменяется от 80^oC до 120^oC в течение периода времени, который в зависимости от выбранной температуры может изменяться от 0,5 до 5,0 часов. В конкретном исполнении температура составляет примерно 95^oC в течение периода времени примерно 1 час.

При этих условиях на хлорированном носителе закрепляется примерно 3 7 мас. титана.

В соответствии со способом согласно настоящему изобретению на стадии (iv) носитель, который был титанирован на стадии (iii), помещают в контакте с основанием по Льюису. Основания по Льюису (или внутренние электронодоноры), которые можно применять, представляют собой простые эфиры, амины, сложные эфиры, алкоголяты, соединения силана, кетоны и фосфорамиды. Применяемые сложные эфиры могут быть органического или неорганического типа. Для этой цели особенно подходят сложные эфиры ароматического ряда, например диизобутилфталат, алкиловые сложные эфиры бензойной р-метоксибензойной и р-толуиловой кислот, и сложные эфиры алифатического ряда, например диэтилкарбонат, этилпивалат, этилацетат и диметилмалеат. Другими соединениями, которые можно применять для этой цели, являются алкиларилсиланы и алкоксисиланы.

В конкретном исполнении основание по Льюису добавляют в реакционную смесь, полученную в конце стадии титанирования (iii), при этом молярное отношение между основанием по Льюису и соединением магния, абсорбированным на стадии (i), изменяется от 0,05/1 до 0,5/1, при этом температура составляет от 80 до 120^oC в течение периода 0,5 5,0 часов. В конкретном исполнении молярное отношение равно 0,1/1 0,3/1, температура примерно 95^oC в течение примерно 1 часа.

Таким образом получают твердый компонент катализатора, его извлекают на стадии (v) способа, промывают углеводородным растворителем и возможно сушат.

Полученный твердый компонент катализатора подвергают одной или нескольким обработкам четырехгалоидным соединением титана, осуществляемыми при указанных выше условиях, для очистки катализатора, таким образом, весь комплекс катализатора является структурно однородным для того, чтобы иметь активные центры стереоспецифичности одного типа во время фазы полимеризации.

В другом примере исполнения твердый компонент катализатора нагревают в присутствии жидкого алифатического углеводорода для растворения и удаления любого возможного четырехгалоидного соединения титана, который был абсорбирован на активной поверхности или на комплексе титана.

Во всех случаях, если действуют, как описано, получают твердый компонент катализатора, который состоит из носителя (10 90 мас.) на основе двуокиси кремния и каталитически активной части, содержащей магний, галоид и титан, а также выбранное основание по Льюису. Каталитически активный компонент твердого катализатора в соответствии с настоящим изобретением обычно содержит 4 8 мас. магния, 20 35 мас. хлора, 3 7 мас. титана и 1 15 мас. основания по Льюису, при этом титан присутствует частично в его трехвалентном состоянии и частично в четырехвалентном состоянии при отношении Ti(III)/Ti(iv), обычно изменяющемся от 0,05/1 до 1/1.

В значениях молярных отношений активная часть имеет химический состав в следующих пределах: Mg₍₁₎Cl_(2-4)Ti_(0,1-0,5)LB_(0,01-0,1), где LB основание по Льюису.

Теперь обнаружено экспериментальным путем, что реакция между магнийдиалкилом и тетрахлоридом кремния при молярном отношении от 0,5/1 до 20/1, проводимая без носителя из двуокиси кремния, дает твердое вещество хлористый магний, смешанное с большим или меньшим количеством неизвестного продукта, как показал рентгено-структурный анализ. Точнее сказать, образованный хлористый магний присутствует в альфа- и гамма-кристаллических формах (считается, что они едва ли активные) с ограниченным присутствием дельта-формы (которая представляет активную форму). Когда магнийдиалкил осаждают на двуокиси кремния с определенным содержанием воды и/или гидроксилов (стадия (i) способа в соответствии с настоящим изобретением), то обработка тетрахлоридом кремния (согласно стадии (ii)) приводит к образованию очень беспорядочно диспергированной фазы хлористого магния, практически без пика при 150 в рентгеновском спектре, в форме произвольно ориентированных полос. Этот хлористый магний в его максимальном состоянии разупорядочения является высокоактивным с каталитической точки зрения.

Также найдено в соответствии с настоящим изобретением, что полезные результаты не достигаются при первом осаждении тетрахлорида кремния на двуокиси кремния, содержащей воду и/или гидроксилы, с последующей обработкой диалкилмагнием, как описано в сравнительном примере. Возможно это указывает на то, что магнийдиалкил, осажденный на стадии (i) согласно настоящему изобретению, прививается к двуокиси кремния (вероятно через связи типа M_д-О-Si), и что привитая форма является существенной для образования высокодиспергированного хлористого магния со стадии хлорирования (ii) тетрахлоридом титана. Это кажется подтверждается тем фактом, что эффективные результаты не достигаются при применении предварительно активированной двуокиси кремния, из которой удалили практически воду и гидроксилы. Как показано в другом сравнительном примере, эффективные результаты не достигаются при осаждении хлористого магния на двуокись кремния до обработки магнийдиалкилом, и это подтверждает тот факт, какими критическими являются стадии (i) и (ii) в соответствии с настоящим изобретением. Когда на стадии (ii) способа согласно настоящему изобретению применяют тетрахлорид олова, то взаимодействие между этим галоидирующим агентом и магнийдиалкилом кажется приводит к образованию соединений олова и агрегатов полимера неустановленной природы, которые, однако, показали себя полезными в приготовлении компонента катализатора, который является высокоактивным и стереоспецифическим в полимеризации олефинов. Также обнаружено, что контакт между пентахлоридом сурьмы и двуокисью кремния, содеpжащей воду и/или гидроксилы, когда диалкилмагний отсутствует, приводит к восстановлению до металлической сурьмы. С другой стороны, в присутствии диалкилмагния на стадии (ii) способа в соответствии с настоящим изобретением галоидирующий агент восстанавливается от пятивалентной до трехвалентной формы, и это снова доказывает, какими критическими являются стадии (i) и (ii) в соответствии с настоящим изобретением.

Настоящее изобретение также касается катализатора для стереоспецифической полимеризации пропилена и других a-олефинов, который состоит из: (А) твердого компонента катализатора, описанного выше; (В) триалкилалюминия или галоида алкилалюминия и (С) электронодоноpного соединения, способного образовывать сложное соединение с компонентом (В).

Компонент (В) катализатора обычно выбирают из алюминийтриалкилов и галоидов (особенно хлориды) алкилалюминия; которые содержат от 1 до 6 атомов углерода в части алкила. Среди этих алюминийтриалкилов являются предпочтительными, например, алюминийтриэтил, алюминийтрибутил, алюминийтриизобутил и алюминийтригексил.

Компонент (С) катализатора обычно выбирают из алкоксисиланов, которые можно определить формулой R¹R²Si(OR³)(OR⁴), где R¹ и R² фениловые группы, а R³ и R⁴ - С₁-С₄ алкиловые группы. Особым примером компонента (С) является диметоксидифенилсилан.

В катализаторах в соответствии с настоящим изобретением атомное отношение между алюминием (присутствует в компоненте (В)) и титаном (присутствует в компоненте (А)) может в общем изменяться от 10/1 до 1000/1 и будет находиться предпочтительно в пределах 50/1-150/1. Кроме того, молярное отношение между компонентами (В) и (С) может изменяться от 5/1 до 20/1 и будет составлять предпочтительно примерно 10/1.

Катализатор в соответствии с настоящим изобретением является очень активным в способах полимеризации пропилена и других a-олефинов в высокостереоспецифических полимерах. В частности, в полимеризации пропилена получают полипропилены, имеющие показатель стереорегулярности, равный или превышающий 95% Примерами других a-олефинов, которые можно полимеризовать, применяя катализатор в соответствии с настоящим изобретением, являются бутен-1, 4-метилпентен-1 и гексен-1.

Реакцию полимеризации можно проводить с применением способа суспендирования в инертном разбавителе, контурных реакторов без растворителей или разбавителей или с газовой фазой. В общем полимеризацию можно проводить при температуре в интервале от комнатной температуры до 120^oC и под давлением 1 100 атм.

Во всех случаях, работая с катализатором в соответствии с настоящим изобретением, получают олефиновые полимеры с размером частиц, точно соответствующим применяемому твердому компоненту. Таким образом, можно получить полимеры, имеющие требуемый размер частиц гранул, основанный на выборе размера и распределении размеров в носителе.

Примеры экспериментов, которые следуют, дают лучшую иллюстрацию изобретения.

Пример 1.

20 г микросфероидальной двуокиси кремния (с размером частиц 20 60 мкм, площадью поверхности 320 м²/г, объемом пор 1,6 мл/г, содержанием Н₂O и гидроксилов 3 мас. ), 100 мл безводного п-гептана и 140 мл 20 мас. раствора в п-гептане бутилоктилмагния (20,4 г, 122,5 ммоль, Mg₁But_1,5Oct_0,5) загружают в азотной атмосфере в 500 мл колбу, оснащенную оросительным холодильником, механической мешалкой и термометром. Смесь оставляют для реакции в течение 1 часа при комнатной температуре. Твердое вещество отделяют путем фильтрования, тщательно промывают п-гексаном и сушат путем испарения растворителя. В полученное твердое вещество добавляют 100 мл п-гептана и 280 мл тетрахлорида кремния (2450 ммоль). Смесь оставляют для реакции в течение 1 часа при температуре 65 70^oC, охлаждают до 30^oC и жидкость сифонируют. Твердое вещество тщательно промывают п-гексаном при температуре -20^oC и сушат испарением растворителя. В полученное твердое вещество добавляют 466 мл тетрахлорида титана при комнатной температуре и полученную суспензию медленно нагревают до температуры 90^oC. После достижения этой температуры добавляют по капле 3,9 мл диизобутилфталата (ДIВР). Во время реакции поддерживают следующее отношение между реагентами: М_д:Ti:ДIВР 1:34,5:0,12. Суспензию поддерживают в течение 2 часов при температуре 90^oC. Затем жидкость сифонируют при температуре 80^oC, смесь охлаждают до комнатной температуры, тщательно промывают п-пентаном и сушат.

Получают 42,2 г пурпурного твердого компонента в гранулах с кажущейся плотностью 0,35 г/мл, содержащего 6,64 мас. магния, 31,06 мас. хлора, 5,50 мас. титана, из которых 20,5% титана присутствует в трехвалентной форме.

Твердый компонент катализатора, полученный описанным способом, используют в испытании на полимеризацию пропилена.

В частности полимеризацию проводят в автоклаве объемом 5 л, оснащенном магнитной мешалкой и обогреваемом электрически.

После продувки потоком азота в течение 2 часов при температуре 115^oC автоклав охлаждают до комнатной температуры, загружают 2 литрами п-гексана и нагревают с перемешиванием до температуры 40^oC.

На этой стадии приготовляют катализатор следующим образом: предварительно взвешенный твердый компонент передают в инертной атмосфере в 200 мл колбу вместе с некоторым количеством растворителя, равным 5% от общего содержания; раствор, состоящий из растворителя, триэтилалюминия и диметоксидифенилсилана, загружают в разделительную воронку, соединенную с колбой сверху; количество, равное 20% от общего количества раствора, содержащегося в разделительной воронке, подают в колбу снизу; в этот момент катализатор и затем раствор, содержащий триэтилалюминий и дилитоксидифенилсилан, загружают в автоклав.

После этого в автоклав подают водород и пропилен в установленных количествах. Автоклав нагревают до температуры полимеризации. В конце полимеризации полученную полимерную суспензию коагулируют в смеси ацетона и этилового спирта (объемное отношение 2:1). Полимер фильтруют и сушат в сушилке при температуре 60^oC.

В частности, в этом примере применяют 150 мг твердого компонента катализатора, полученного описанным способом, 17 ммоль триэтилалюминия и 1,14 ммоль диметоксидифенилсилана, и полимеризацию проводят при температуре 70^oC при общем давлении 15 бар и в течение периода времени 1,5 ч, при этом применяют 0,5 об. водорода в качестве регулятора молекулярной массы.

Достигается выход, равный 2,1 кг полипропилена на грамм твердого компонента катализатора, причем полученный полипропилен имеет следующие характеристики: Индекс текучести расплава, MFI (5 кг; 230^oC) (согласно стандарту ASТМД 1238L) 3,4 г/10 Кажущаяся плотность 0,38 г/мл II (показатель стереорегулярности, определенный путем извлечения атактической или нерегулярной части в гептане при температуре орошения в течение 24 часов) 95,3% Полипропилен присутствует в форме гранул, имеющих следующее распределение размеров в мкм (см. табл. 1).

Пример 2.

10 г твердого компонента катализатора, полученного, как описано в примере 1, суспендируют в 200 мл п-гептана. Полученную суспензию нагревают в течение 1 часа при температуре 90^oC и затем лишний п-гептан сифонируют в условиях нагрева. Добавляют еще 200 мл п-гептана при температуре 60^oC и полученную суспензию нагревают в течение 1 часа при температуре 90^oC, а лишний п-гептан затем сифонируют при нагреве. Последнюю операцию повторяют еще два раза и в конце обработки получают 8,7 г пурпурного твердого компонента, содержащего 4,1 мас. титана, из которых 19% в трехвалентной форме.

Полученный твердый компонент применяют в испытании на полимеризацию пропилена. В частности, способ подобен способу из примера 1, операцию осуществляют при температуре 70^oC, общем давлении 15 бар и в течение периода времени 3 часа, применяя 0,5 об. водорода в качестве регулятора молекулярной массы.

Выход составляет 1,62 кг полипропилена на грамм твердого компонента катализатора, и полученный таким образом полипропилен имеет следующие характеристики: Индекс текучести расплава, MFI (5 кг; 230^oC) 6,1 г/10 Кажущаяся плотность 0,40 г/мл II (показатель стереорегулярности, определенный путем извлечения нерегулярной части в гептане при температуре орошения в течение 24 часов) - 95% Полипропилен присутствует в форме гранул со следующим распределением размеров в мкм (см. табл. 2).

Пример 3.

10 г твердого компонента катализатора, полученного, как описано в примере 1, суспендируют в 200 мл тетрахлорида титана. Полученную суспензию нагревают в течение 1 часа до температуры 90^oC, а лишний тетрахлорид титана затем сифонируют в условиях нагрева при температуре 90^oC. Затем добавляют 200 мл п-гептана и полученную суспензию нагревают в течение 1 часа до температуры 90^oC. После этого ее фильтруют при такой же температуре, твердое вещество охлаждают до комнатной температуры, промывают п-гептаном и сушат. Получают 9,4 г пурпурного твердого компонента, содержащего 7,0 мас. магния, 30,7 мас. хлора, 4,7 мас. титана, из которых 16,5% в трехвалентной форме.

Полученный твердый компонент катализатора используют в испытании на полимеризацию пропилена. В частности используют тот же способ, что и в примере 1, при температуре 70^oC, общем давлении 15 бар и в течение периода времени 3 часа, применяя водород в качестве регулятора молекулярной массы.

Достигается выход, равный 3,8 кг полипропилена на грамм твердого компонента катализатора, причем полученный полипропилен имеет следующие характеристики: MFI (5 кг; 230^oC) 3,6 г/10 Кажущаяся плотность 0,41 г/мл II 95% Полипропилен в форме гранул, имеющих следующее распределение размеров (см. табл. 3).

В идентичном испытании на полимеризацию, но проводимом в течение 4 часов, достигается выход, равный 4,7 кг полипропилена на грамм твердого компонента катализатора, при этом полученный полипропилен имеет следующие характеристики: MFI (5 кг; 230^oC) 1,5 г/10 Кажущаяся плотность 0,4 г/мл II 95% Полипропилен в форме сфероидальных гранул со следующим распределением размеров (см. табл. 4).

Пример 4.

Твердый компонент катализатора получают, применяя тот же способ, как описано в примере 1, в реакции между двуокисью кремния и бутилоктилмагнием и в последующей реакции с тетрахлоридом кремния.

645 мл тетрахлорида титана добавляют в 20 г полученного твердого вещества при комнатной температуре и полученную суспензию медленно нагревают до 110^oC и поддерживают при этой температуре в течение 30 мин. Затем по капле добавляют 3,9 мл диизобутилфталата (ДIВР). В реакции поддерживают следующие отношения между реагентами: М_д:Ti:ДIВР 1:34,5:0,12 (как в примере 1). Суспензию поддерживают в течение 2 часов при температуре 90^oC и затем нагревают в течение 1,5 часов до 110^oC при перемешивании. Ее фильтруют в условиях тепла при температуре 95^oC, затем добавляют 400 мл свежего тетрахлорида титана и в течение 1 часа поддерживают температуру 90^oC. Жидкость сифонируют в условиях тепла (температура 80^oC), смесь промывают четыре раза 20 мл п-гептана, причем каждый раз при температуре 90^oC, дважды промывают п-гептаном при комнатной температуре и затем сушат.

Получают пурпурно-коричневое твердое вещество в гранулах с кажущейся плотностью 0,36 мл/г, содержащее 6,9 мас. магния, 22,3 мас. хлора, 4,5 мас. титана, из которых 22,3% в трехвалентной форме.

Полученный твердый компонент катализатора используют в испытании на полимеризацию пропилена. В этом испытании применяют 150 мг твердого компонента, 14 ммоль триэтилалюминия и 1,15 ммоль диметоксидифенилсилана. Рабочая температура 70^oC, общее давление 15 бар и период времени 3 часа, при этом применяют 0,5 об. водорода в качестве регулятора молекулярной массы.

Достигается выход, равный 3,5 кг полипропилена на грамм твердого компонента катализатора, причем полученный полипропилен имеет следующие характеристики: Индекс текучести расплава, MFI (5 кг; 230^oC) 2,0 г/10 Кажущаяся плотность 0,39 г/мл Показатель стереорегулярности, II 94% Полипропилен в форме гранул со следующим распределением размеров в мкм (см. табл. 5).

Пример 5.

Твердый компонент катализатора получают тем же способом, как и в примере 1, в реакции между двуокисью кремния и бутилоктилмагнием и в последующей реакции с тетрахлоридом кремния.

645 мл тетрахлорида титана добавляют при комнатной температуре к 20 г полученного твердого вещества и полученную суспензию медленно нагревают до температуры 90^oC, и по капле добавляют 7,8 мл диизобутилфталата (ДIBP). В реакции поддерживают следующие отношения между реагентами: M_д:Ti:ДIВР 1: 34,5: 0,24. Суспензию поддерживают в течение 2 часов при температуре 90^oC c перемешиванием. Ее сифонируют в условиях нагрева при температуре 95^oC, добавляют 400 мл свежего тетрахлорида титана и поддерживают в течение 1 часа температуру 90^oC. Жидкость сифонируют в условиях тепла (температура 80^oC), смесь промывают четыре раза 200 мл п-гептана каждый раз при температуре 90^oC, дважды промывают п-гептаном при комнатной температуре и затем сушат.

Получают пурпурно-коричневое твердое вещество в гранулах с кажущейся плотностью 0,35 мл/г, содержащее 5,7 мас. магния, 30,8 мас. хлора, 5,7 мас. титана, из которых 12% в трехвалентной форме.

Полученный твердый компонент катализатора используют в испытании на полимеризацию пропилена. В этом испытании применяют 150 мг твердого компонента, 18 ммоль триэтилалюминия и 1,14 ммоль диметоксидифенилсилана. Испытание проводят при температуре 70^oC, при общем давлении 15 бар и в течение периода времени 3 часа, применяя 0,5 об. водорода в качестве регулятора молекулярной массы.

Достигается выход, равный 2,7 кг полипропилена на грамм твердого компонента катализатора, и полученный полипропилен имеет следующие характеристики: Индекс текучести расплава, MFI (5 кг; 230^oC) 3,6 г/10 Кажущаяся плотность 0,40 г/мл Показатель стереорегулярности, II 96% Полипропилен в форме гранул со следующим распределением размеров в мкм (см. табл. 6).

Пример 6.

20 г двуокиси кремния, имеющей характеристики, указанные в примере 1, 100 мл безводного п-гептана и 140 мл 20 мас. раствора в п-гептане бутилоктилмагния (20,4 г, 122,5 ммоль); Mg, But_1,5Oct_0,5 загружают в атмосфере азота в 500 мл колбу, оснащенную орошающим холодильником, механической мешалкой и термометром. Смесь оставляют для реакции в течение 1 часа при комнатной температуре. Твердое вещество отделяют фильтрованием, тщательно промывают п-гептаном и сушат путем испарения растворителя. В полученное твердое вещество добавляют 100 мл п-гептана, температуру доводят до 20^oC при перемешивании. По достижению этой температуры добавляют 14,4 мл тетрахлорида олова (122,5 ммоль). Температуру доводят в течение 30 мин до указанного выше значения и смесь оставляют при этих условиях на 1 час. Затем ее нагревают до 70^oC, оставляют на 1 час при этой температуре, охлаждают до комнатной температуры и сифонируют жидкость. Обработку повторяют с дополнительными 14,4 мл тетрахлорида олова. В конце этой второй обработки по хлорированию жидкость сифонируют при комнатной температуре, а твердое вещество промывают пять раз 300 мл п-гексана, каждый раз при температуре -20^oC, и дважды промывают п-гептаном при температуре 0^oC. Его сушат в потоке азота при атмосферном давлении и при температуре ниже 40^oC.

В полученное твердое вещество добавляют 466 мл тетрахлорида титана и полученную суспензию медленно нагревают до температуры 90^oC. По достижению этой температуры добавляют по капле 3,9 мл диизобутилфталата (ДIВР). В реакции поддерживают следующие отношения между реагентами: M_д:Ti:ДIBP 1:34,5: 0,12. Суспензию поддерживают в течение 2 часов при температуре 90^oC. Затем жидкость сифонируют при температуре 90^oC, добавляют еще 466 мл тетрахлорида титана и смесь поддерживают еще в течение часа при 90^oC. Затем ее сифонируют в условиях тепла и промывают дважды 400 мл п-гептана при 90^oC. Ее сифонируют в условиях тепла и промывают четыре раза 300 мл п-гептана, причем каждый раз при комнатной температуре и сушат в потоке азота при атмосферном давлении и температуре ниже 40^oC.

Таким образом, получают 22,9 г бледно-розового твердого компонента в гранулах с кажущейся плотностью 0,29 г/мл, содержащего 7,14 мас. магния, 30,27 мас. хлора, 4,49 мас. титана, из которых 9,2% в трехвалентной форме.

Твердый компонент катализатора, полученного, как описано выше, используют в испытании на полимеризацию пропилена. В частности, испытание проводят, как описано в примере 1, при температуре 70^oC, общем давлении 15 бар и в течение периода времени 3 часа, применяя водород в качестве регулятора молекулярной массы.

Достигается выход, равный 4,84 кг пропилена на грамм твердого компонента катализатора, причем полученный полипропилен имеет следующие характеристики: Индекс текучести расплава, MFI (5 кг; 230^oC) 5,4 г/10 Кажущаяся плотность 0,41 г/мл Показатель стереорегулярности, II 95% Полипропилен в форме гранул со следующим распределением размеров в мкм (см. табл. 7).

Пример 7.

В этом примере применяют твердый компонент катализатора, полученный, как описано в примере 1, но содержащий 7,3 мас. магния, 31,8 мас. хлора, 3,6 мас. титана, из которых 7% в трехвалентной форме.

Этот твердый компонент катализатора применяют в испытании на полимеризацию пропилена. В частности, применяют 74 мг твердого компонента, 5,7 ммоль триэтилалюминия и 0,53 ммоль диметоксидифенилсилана и испытание проводят при температуре 70^oC, общем давлении 30 бар и в течение периода времени 4 часа, используя 0,5 об. водорода в качестве регулятора молекулярной массы.

Достигается выход, равный 5,3 кг полипропилена на грамм твердого компонента катализатора, причем полученный полипропилен имеет следующие характеристики: Индекс текучести расплава, MFI (5 кг; 230^oC) 3,2 г/10 Кажущаяся плотность 0,46 г/мл Показатель стереорегулярности, II 95,5% Полипропилен в форме гранул со следующим распределением размеров в мкм (см. табл. 8).

Пример 8.

Твердый компонент катализатора, полученный, как описано в примере 1, применяют в испытании на полимеризацию жидкого пропилена. В частности полимеризацию проводят в автоклаве объемом 2,8 литров, оснащенным магнитной мешалкой и обогреваемым электрически. После продувки потоком азота в течение 2 часов при температуре 115^oC автоклав охлаждают до комнатной температуры, заполняют 2000 мл пропилена и нагревают в условиях перемешивания до температуры 40^oC.

На этой стадии катализатор, который должен вводиться, приготовляют следующим образом: предварительно взвешенный твердый компонент передают в инертной атмосфере в 200 мл колбу вместе с 50 мл п-гексана; раствор 200 мл, состоящий из п-гексана, триэтилалюминия и диметоксидифенилсилана, помещают в разделительную воронку, соединенную с верхней частью колбы; количество, равное 20% от общего количества раствора, содержащегося в разделительной воронке, подают в колбу, расположенную внизу; на этой стадии катализатор и затем раствор, содержащий триэтилалюминий и диметоксидифенилсилан, подают в автоклав.

Количество водорода, соответствующее требуемой молекулярной массе, подают в автоклав. Автоклав нагревают до температуры полимеризации. В конце полимеризации его дегазируют и полимер сушат в сушилке при температуре 60^oC.

В частности, в этом примере применяют 100 мг твердого компонента катализатора из примера 1, 8,5 ммоль триэтилалюминия и 0,57 ммоль диметоксидифенилсилана, и полимеризацию проводят при температуре 70^oC, общем давлении 30 бар и в течение периода времени 3 часа, применяя водород в качестве регулятора молекулярной массы.

Достигается выход, равный 5,5 кг полипропилена на грамм твердого компонента катализатора, причем полученный полипропилен имеет следующие характеристики: Индекс текучести расплава МFI (5 кг; 230^oC) 0,65 г/10 Кажущаяся плотность 0,48 г/мл Показатель стереорегулярности, II 97,3% Полипропилен в форме гранул со следующим распределением размеров в мкм (см. табл. 9) Пример 9 (сравнител