DE1923998C - Process for the polymerization of olefins - Google Patents
Process for the polymerization of olefinsInfo
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Description
daß ein gewisses Obergangsmetalloxid getragen auf worin R wieder für eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Koh-that a certain transition metal oxide carried on where R again represents an alkyl group with 1 to 10 carbon
einem Trägerstoff mit einer speziellen Verbindung lenstoffatomeii'steht. " " *a carrier with a special compound lenstoffatomeii '. "" *
kombiniert wird. Diese Verbindungen, in denen R eine niedrige1 Alkyl-is combined. These compounds, in which R is a lower 1 alkyl
einen Katalysator und damit ein technisch vorteil- 5 sind im Gegensatz zu üblichen niederen Alkylalumia catalyst and thus a technically advantageous 5 are in contrast to conventional lower alkylaluminum
haftes Verfahren zur Polymerisation von Olefinen zu niumverbindungen wieTriäthylaluroiniumbeiNonr Λ- Adhesive process for the polymerization of olefins to form sodium compounds such as Triethylaluroinium beiNonr Λ-
finden, wobei ein Katalysator verwendet wird, der temperatur feste Stoffe und besitzen ehx geringefind, where a catalyst is used, the temperature solid substances and have ehx low
eine extrem hohe katalytische Aktivität nicht nur bei Neigung zu spontaner Verbrennung beim Stehen anan extremely high catalytic activity not only when there is a tendency to spontaneous combustion when standing
hoher Temperatur, sondern auch bei tiefer Tem- der Luft. Dementsprechend sind diese Verbindungenhigh temperature, but also at low temperature the air. These connections are accordingly
peratur besitzt. Weiterhin liegt der vorliegenden Er- io geeignet für eiie bequeme Handhabung. Außerdemtemperature. Furthermore, the present erio is suitable for convenient handling. Besides that
findung die Aufgabenstellung zugrunde, ein technisch sind sie in üblichen Kohlenwasserstofflösungsmittelnbased on the task at hand, they are technically in common hydrocarbon solvents
vorteilhaftes Verfahren zur Polymerisation von Öle- sehr löslich. 'advantageous process for the polymerisation of oils - very soluble. '
linen zu finden, bei dem das Molekulargewicht des Auf der anderen Seite kann Chromoxid auf einem erhaltenen Polymerisats, selbst bei einer niedrigen feuerfesten Metalloxid als Träger als die Katalysator-Temperatur frei gewählt werden kann. 15 komponente, die aus Chromoxid und einem hhze-Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver- beständigen Metalloxid besteht und die den Katalyfahren zur Polymerisation von Olefinen mit Hilfe sator zusammen mit einem Pentaalkylsiloxyalan bildet, vin Chromoxid-Träger-Katalysatoren bei einer Tem- verwendet werden. Derartige feuerfeste Metalloxide peratur im Bereich zwischen Zimmertemperatur und sind beispielsweise Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, 2J0 C und einem Druck im Bereich zwischen Normal- ao Zirkonoxid und Thoriumoxid. Wie dem Fachmann druck und 100 Atmosphären in Gegenwart von Kata- auf diesem technischen Gebiet geläufig ist, kann auch Ksatoren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine eine Mischung dieser Stoffe, beispielsweise Silicium-Kaialysatorkombination verwendet wird, die aus .Aluminiumoxid verwendet werden. Wenn auch diese ι) auf einem hitzebeständigen Metalloxid getrage- Stoffe solche sein können, die im Handel erhältlich nem Chromoxid und 25 sind, so sind doch Siliciumdioxid und Siliciumdioxidb) einem Pentaalkylsiloxyalan der allgemeinen For- Aluminiumoxid bevorzugt. Im allgemeinen sind feinmel verteilte Stoffe mit einer durchschnittlichen Teilchen-R SiOAlR größe von weniger als 10 Mikron wegen ihrer hohen 3 * Polymerisat! Dns-Aktivität besonders bevorzugt. Aus worin die Symbole R jeweils für gleiche oder ver- 30 diesem Grunde ist feinverteiltes Siliciumdioxid, wie schiedene Alkylgruppeii mit 1 his 10 Kohlenstoff- es in Form von verschiedenen Produkten im Handel atomen stehen, ist, besonders empfehlenswert.On the other hand, chromium oxide on a polymerizate obtained, even with a low refractory metal oxide as the carrier, can be freely selected as the catalyst temperature. 15 component, which consists of chromium oxide and a hhze object of the present invention is a stable metal oxide and which forms the catalyst for the polymerization of olefins with the aid of a pentaalkylsiloxyalane, using chromium oxide-supported catalysts at a temperature . Such refractory metal oxides temperature in the range between room temperature and are, for example, silicon dioxide, aluminum oxide, 2J0 C and a pressure in the range between normal ao zirconium oxide and thorium oxide. As the person skilled in the art is familiar with pressure and 100 atmospheres in the presence of catalysts in this technical field, Ksatoren which is characterized in that a mixture of these substances is used, for example a silicon catalyst combination, which are used from .Aluminium oxide. Even though these ι) substances can be carried on a heat-resistant metal oxide which are commercially available nem chromium oxide and 25, silicon dioxide and silicon dioxideb) a pentaalkylsiloxyalane of the general formula aluminum oxide are preferred. In general, finely distributed substances with an average particle size of SiOAlR of less than 10 microns because of their high 3 * polymer! Dns activity particularly preferred. From where the symbols R each represent the same or different atoms, finely divided silicon dioxide, such as various alkyl groups with 1 to 10 carbon atoms in the form of various products on the market, is particularly recommended.
besteht. Chromoxid kann leicht auf einen solchen Träger-Es können beliebige Alkylgruppen mit 1 bis 10 Koh- stoff dadurch aufgetragen werden, daß eine geeignete lenstoffatomen in der Verbindung der allgemeinen 35 Chromverbindung auf das Metalloxid in gewünschter Formel R3SiOAlR, vorliegen, worin R jeweils un- Weise, beispielsweise durch Impregnation, Destillation, abhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoff- Sublimation oder ein ähnliches Verfahren aufgebracht atomen bezeichnet. Dementsprechend können die und die Verbindung dann gebrannt wird. Geeignete verschiedenen Substituenten R naturgemäß identische Chromverbindungen sind beispielsweise Oxide, HaIo- oder verschiedene Alkylgruppen sein. Verbindungen, 40 genide, Oxyhalogenide, Phosphate, Sulfate, Oxalate, in denen die Substituenten R die gleichen Alkyl- Alkoholate und Organo-Verbindungen des Chrom, gruppen sind, sind beispielsweise Pentamethylsiloxy- von denen Chromtrioxid, Chromsulfat und t-Butylalan, Pentaäthylsiloxyalan, Pentabutylsiloxyalan, Pen- chromat besonders geeignet sind. Die Aktivierung der tahexylsiloxyalan und Pentaoctylsiloxyalan. Als Bei- Katalysatorkomponente wird durch Calcinieren bespiele für Verbindungen, in denen die Substituenten R 45 wirkt, nachdem diese Chromverbindungen auf das für jeweils verschiedene Alkylgruppen stehen, seien genannte hitzebeständige Metalloxid aufgebracht wor-Si-trimethyl-Al-diäthylsiloxyalan, Si-triäthyl-Al-d;. den waren. Der Chromgehalt liegt vorzugsweise im methylsiloxyalan, Si-triäthyl-Al-dibutylsiloxyalan und Bereich von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Si-tributyl-Al-diäthylsiloxyalan genannt. Von diesen den Trägerstoff.consists. Chromium oxide can easily be applied to such a carrier - any alkyl groups with 1 to 10 carbon can be applied by having a suitable carbon atom in the compound of the general chromium compound on the metal oxide in the desired formula R 3 SiOAlR, where R is un - Way, for example by impregnation, distillation, depending on an alkyl group with 1 to 10 carbon sublimation or a similar process referred to atoms applied. Accordingly, the and the connection can then be burned. Suitable different substituents R naturally identical chromium compounds are, for example, oxides, halo or different alkyl groups. Compounds, 40 genides, oxyhalides, phosphates, sulfates, oxalates, in which the substituents R are the same alkyl alcoholates and organo-compounds of chromium, are, for example, pentamethylsiloxy, of which chromium trioxide, chromium sulfate and t-butylalane, pentaethylsiloxyalane, pentabutylsiloxyalane , Penchromatic are particularly suitable. Activation of Tahexylsiloxyalane and Pentaoctylsiloxyalane. As examples catalyst component is prepared by calcining examples of compounds in which the substituents R acts 45, after these chromium compounds are at r for each different Alkylg uppen, said heat-resistant metal oxide are applied wor-Si-trimethyl-Al-diäthylsiloxyalan, Si-triethyl -Al-d ;. the goods. The chromium content is preferably methylsiloxyalane, Si-triethyl-Al-dibutylsiloxyalane and the range from 0.1 to 5 percent by weight, referred to as Si-tributyl-Al-diethylsiloxyalane. Of these, the carrier.
und Si-trimethyl-Al-diäthylsiloxyalan. kann jedoch auch in Gegenwart eines inerten Gasesand Si-trimethyl-Al-diethylsiloxyalane. however, it can also be used in the presence of an inert gas
nach üblichen Methoden entsprechend den folgenden In der Regel wird die Calcänierung bei einer Tem-according to customary methods according to the following As a rule, the calcination is carried out at a temperature
und 11000C und ganz besonders bevorzugt zwischenand 1100 0 C and very particularly preferably between
60 Der Katalysator wird aus diesen Katalysator-60 The catalyst is made from this catalyst
worin R jeweils für eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Koh- komponenten gebildet. Das Verhältnis der KaUi-in which R is formed in each case for an alkyl group with 1 to 10 carbon components. The relationship between the KaUi-
lenstoffatomen steht, M ein Alkalimetall bedeutet und lysatorkomponenten liegt in der Regel im Bei eich vorlenstoffatomen, M means an alkali metal and lysator components is usually in the case of calibration
diese Verbindungen gemäß der folgenden Reaktions- 63 ist jedoch der Bereich 0,1 bis 50 besonders bevorzugt,these compounds according to the following reaction 63, however, the range 0.1 to 50 is particularly preferred,
gleichung synthetisch herzustellen: Das Herstellungsverfahren für den Katalysator istSynthetic manufacture equation: The manufacturing process for the catalyst is
nicht besonders kritisch. Es kann derart ausgeführtnot particularly critical. It can be done like this
5 \ 6 5 \ 6
Polymerisationsreaküon aufeinander einwirken ge- findung — wie bereits ausgeführt wurde — die Durchlassen werden oder daß beide Komponenten in Form führung der Polymerisationsreaktion in ausreichender eines Gemisches in das Reaktionssystem eingeführt Weise selbst bei niedriger Temperatur gestattet, liegen werden. Diese Komponenten können natürlich ge- die erhaltenen Polymerisate im Polymerisations-Retrennt zum Reaktionssystem gegeben weiden. Außer- 5 aktions-System in Form einer AnscWämmung vor. dem keunen im Reaktioiissystem auch noch andere Auf diese Weise wird die Erhöhung der Viskosität des Komponenten vorhanden sein. Polymerisationssystems verhindert. Deshalb kann diePolymerization reaction interacting with one another - as already stated - the permeability or that both components in the form of leading the polymerization reaction in sufficient a mixture introduced into the reaction system is allowed to lie even at low temperature will. These components can of course be used in the polymerizates obtained in the polymerization separation added to the reaction system. Extra-5 action system in the form of an anscWammung. There are also other components in the reaction system. In this way, the viscosity of the Components are present. Polymerization system prevented. Therefore, the
Die Polymerisation der Olefine wird unter Ver- Konzentration an Polymerisaten im Polymerisationswendung des so erhaltenen Katalysators, ausgeführt. system erhöht werden, und zwar beispielsweise auf Beispiele für im Sinne der vorliegenden Erfindung io 30°/0 oder noch mehr. Dies hat eine Anzahl von techbrauchbare Olefine sind Äthylen, Propylen, Buten-1 nischen Vorteilen zur Folge -me eine Verkleinerung u. a. Es ist auch möglich, ein Gemisch dieser Olefine des Poiymerisationsreaktors, eine Verminderung der einer Copolymerisation zu unterwerfen. Die Poly-" Menge an zirkulierendem Lösungsmittel und eine raerisationsreaktion wird in der Regel derart aus- beiläufige Verminderung der Betriebsmittel, geführt, daß der Katalysator in ein inertes Lösungs- i5 Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, mittel dispergiert, das Olefin dazu geleitet und das „ " s ο i e I 1 Gemisch auf einer gegebenen Temperatur und unter p einem gegebenen Druck gehalten wird. 10 g feinverteiltes Si) ;umdioxid, durchschnittlicheThe polymerization of the olefins is carried out with the concentration of polymers in the polymerization of the catalyst obtained in this way. system are increased, for example to examples for the purposes of the present invention io 30 ° / 0 or even more. This has a number of usable olefins are ethylene, propylene, butene-1 niche advantages result -me a reduction, etc. It is also possible to subject a mixture of these olefins of the polymerization reactor to a reduction in a copolymerization. The poly "amount of circulating solvent, and a raerisationsreaktion Usually such Removing incidental reduction of the driving means, carried out in that the catalyst in an inert solvent i 5 The following examples illustrate the invention, medium dispersed, the olefin is fed thereto, and the "" s ο ie I 1 mixture at a given temperature and a given pressure p is maintained. 10 g finely divided Si); umdioxid, average
wandt aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Hexan, ao Lösung von 0,20 g Chromtrioxid getaucht. Die er-turns aliphatic hydrocarbons such as hexane, ao solution dipped in 0.20 g of chromium trioxide. Which he-
aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol und von trockener Luft zur Aktivierung calciniert. Diearomatic hydrocarbons such as benzene and calcined by dry air to activate. the
eingesetzt werden, die üblicherweise für die Poly- as »Chromoxid-Katalysatorkomponente« bezeichnet) ent-are used, which are usually referred to for the polyas »chromium oxide catalyst component«)
merisationsreaktion verwendet werden. Die Poly- hielt 1 °/„ Chrom.merization reaction can be used. The poly held 1 ° / “chrome.
mensationsreaküon wird bei verhältnismäßig nied- Auf der anderen Seite wurde die andere Katalysatorriger Temperatur und Druck ausgeführt. Die Tem- komponente gemjß der Reaktionsgleichung (?) auf peratur liegt im Bereich zwischen Zimmertemperatur die folgende Weise hergestellt. Nachdem die Luft in und 2500C. Der Druck liegt in der Regel im Bereich 30 einem 200-ml-Kolben, der mit einem Rührer auszwischen Normaldruck und 100 Atmosphären. Diese gestattet war, durch Argongas verdrängt worden war. Bedingungen reichen aus, um die Polymerisation in wurden 100 ml Cyclohexan und etwa 11,4 g (0,1 Mol) gewünschter Weise durchzuführen. Das Polymeri- Tnäthylaluminium in den Kolben gegeben. Dann sationsverfahren kann gemäß der Erfindung in wurde der Kolben bei 500C gehalten. Am oberen Teil Dampfphase ausgeführt werden. Darüber hinaus 35 des Kolbens wurde ein Rückflußkühler aufgesetzt, der kann Wasserstoff im Reaktionssystem vorhanden mit einem Gasmesser verbunden war. Eine der öffsein, um das durchschnittliche Molekulargewicht und nungen des Kolbens wurde mit einer Dichtung verandere physikalische Eigenschaften des erhaltenen schlossen, durch die mittels einer Spritze innerhalb Polymerisats zu kontrollieren. Da die Wasserstoff- eines Zeitraums von etwa 1 Stunde allmählich 9,0 g menge, uie vorhanden sein soll, von den Polymeri- 40 (0,1 Moi) Trimethylsilanol Si(CH,),OH sorgfältig zuiationsbedingungen und «lern gewünschten Moleku- gefügt wurden. Durch die Zugabe des Trimethylsilanol largewicht des Polymerisats abhängt, ist es erforder- wurde eine lebhafte Reaktion eingeleitet, wobei Äthanlich, die Menge entsprechend anzupassen. gas entwich. Die entwickelte Gasmenge betrag etwaThe reaction reaction is carried out at a relatively low temperature and pressure. The temperature component according to the reaction equation (?) On temperature is in the range between room temperature produced in the following manner. After the air is in and 250 0 C. The pressure is usually in the range of 30 in a 200 ml flask, with a stirrer between normal pressure and 100 atmospheres. This was allowed to have been displaced by argon gas. Conditions sufficient to conduct the polymerization in 100 ml of cyclohexane and about 11.4 g (0.1 mol) as desired. Add the polymeric ethylaluminum to the flask. Can then sationsverfahren according to the invention in the flask at 50 0 C was maintained. On the upper part of the steam phase are carried out. In addition, a reflux condenser was attached to the flask, which was connected to a gas meter to allow hydrogen to be present in the reaction system. One of the openings to control the average molecular weight and openings of the flask was closed with a seal changing the physical properties of the obtained polymer, by means of a syringe inside the polymer. Since the hydrogen gradually increased to 9.0 g of the polymer 40 (0.1 mol) trimethylsilanol Si (CH,), OH over a period of about 1 hour, carefully adding conditions and learning the desired molecules became. The addition of the trimethylsilanol depends on the weight of the polymer, it is necessary to initiate a lively reaction, whereby it is possible to adjust the amount accordingly. gas escaped. The amount of gas evolved is about
Die Polymerisation der Olefine wird in der oben 2,3 1 unter Normaldruck und -temperatur. besc'iii^benea Art und Weise durchgeführt. Da der 45 Nach vollständiger Entfernung des Trimethylsilanol für das Verfahren gemäß der Erfindung brauchbare wurde der Rückflußkühler durch eine Destillations-Katalysator durch Feuchtigkeit und Sauerstoff leicht apparatur ersetzt, und der Hauptteil des Cyclohexans tntaktiviert wird, inüisen jedoch die Ausgangsstoffe, wurde unter Normaldruck abdestilliert Bei der nachdie dem Polymerisationssystem zugeführt werfen .vie folgenden Destillation unter vermindertem Druck das Olefin, Wasserstoff und Lösungsmittel, wün- 50 wurde zunächst eine Spur von niedrigsiedenden Koraschenswerterweise derart solche sein, die vorher aus- poneiten abdestilliert. Anschließend folgte Si-Tri~ reichend gereinigt wurden. methyl-Al-diäthylsiloxya'an als das Hauptprodukt beiThe polymerization of the olefins is carried out in the above 2.3 l under normal pressure and temperature. besc'iii ^ benea way carried out. However, since the 45 After complete removal of trimethylsilanol for the method useful according to the invention, the reflux condenser was replaced by a distillation-catalyst by moisture and oxygen readily apparatus, and the major portion of cyclohexane is tntaktiviert, Inue i sen the starting materials, was distilled off under normal pressure In the subsequent distillation under reduced pressure, the olefin, hydrogen and solvent were added to the polymerization system, and initially there would be a trace of low-boiling Korashes, worthily those that had previously been distilled off. This was followed by Si-Tri ~ were sufficiently purified. methyl-Al-diethylsiloxya'an as the main product
stellten Polymerisate sind farblose kristalline Poly- (83°/0). Das erhaltene Si-Trimethyl-Al-diäthylsiloxy-The polymers are colorless, crystalline poly (83 ° / 0 ). The obtained Si-trimethyl-Al-diethylsiloxy-
merisate von hoher Dichte. Sie sind geeignet beispiels- 55 alan war unmittelbar nach der Destillation eine viskosemerisate of high density. They are suitable, for example. Immediately after distillation, alan was viscous
weise zur Verwendung in Formverfahren, insbesondere ölige Substanz, Sie kristallisierte jedoch allmählich,wise for use in molding process, especially oily substance, but it gradually crystallized,
Wie vorstehend bereits festgestellt wurde, besitzt Der Siedepunkt des Produktes betrug 107 bis 108°C/ der Katalysator gemäß der vorligenden Erfindung 6 mmHg oder 135 bis 140° C/18 mmHg. eine ausgezeichnete hohe katalytische Aktivität. Wenn 60 In einem 1-Liter-Autoklav, der mit einem elektrodie Polymerisation von Olefinen unter Verwendung magnetischem Rührer ausgestattet war, wurden 52 mg des gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten der Chromoxid-Katalysator-Komponente und 8,7 mg Katalysators durchgeführt wird, zeigt sich ein sehr (0,05 m Mol) Si-Trimethyl-Al-diäthylsiloxyalan, wie großes Ausmaß an Polymerisations-Aktivität nicht sie gemäß den vorstehenden Verfahren erhalten wurden, nur bei hoher Temperatur, sondern auch bei niedriger 65 zusammen mit 500 ml eines ausreichend entwässerten Temperatur, und das durchschnittliche Molekular- und von Sauerstoff befreiten n-Heptans gegeben. Nachgewicht der erhaltenen Polymerisate kann leicht kon- dem die Luft im Autoklav durch trockenen.Stickstoff trolliert werden. Da das Verfahren gemäß der Er- verdrängt worden war, wurde das Gemisch auf 8O0CAs already stated above, the boiling point of the product was 107 to 108 ° C / the catalyst according to the present invention 6 mmHg or 135 to 140 ° C / 18 mmHg. an excellent high catalytic activity. When 60 In a 1 liter autoclave equipped with an electrodepolymerization of olefins using magnetic stirrer, 52 mg of the chromium oxide catalyst component prepared according to the present invention and 8.7 mg of catalyst were found a very (0.05 m mol) Si-trimethyl-Al-diethylsiloxyalane, such as great degree of polymerization activity not obtained according to the above method, only at high temperature but also at lower 65 along with 500 ml of a sufficiently dehydrated one Temperature, and the average molecular and deoxygenated n-heptane given. The remaining weight of the polymers obtained can easily be trolled through dry nitrogen in the autoclave. Since the method of ER had been displaced in accordance with, the mixture at 8O 0 C
erhitzt. In den Autoklav wurde Äthylen eingeleitet, bis der Gesamtdruck 5 kg/cm2 erreichte. Während Äthylen eingeleitet wurde, entwickelte sich Wärme, und die Polymerisation des Äthylens wurde beobachtet. Die Polymerisation wurde 1 Stunde lang unter konstantem Druck durchgeführt, während die Polymerisationstemperatur auf 800C und der Gesamtdruck auf 5 kg/cm2 gehalten wurden. Dabei wurden 123,7 g eines weißen pulverförmigen Polyäthylens erhalten, das ein durchschnittliches Molekulargewicht von 222,000 aufwies. Bei dieser Polymerisationsreaktion betrug die Polymerisationsgeschwindigkeit, bezogen auf die Chromoxid-Katalysator-Komponente, 2370 g/g Chromoxid-Katalysator-Komponente · Stunde.heated. Ethylene was introduced into the autoclave until the total pressure reached 5 kg / cm 2 . Heat evolved as ethylene was bubbled in and polymerization of the ethylene was observed. The polymerization was carried out for 1 hour under constant pressure, while the polymerization temperature was kept at 80 ° C. and the total pressure at 5 kg / cm 2 . This gave 123.7 g of a white powdery polyethylene which had an average molecular weight of 222,000. In this polymerization reaction, the rate of polymerization based on the chromium oxide catalyst component was 2370 g / g of the chromium oxide catalyst component · hour.
Die Reaktion wurde ähnlich, wie im Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, wobei jedoch der Äthylendruck während der Polymerisationszeit sowie die Polymerisationszeit modifiziert wurden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengestellt.The reaction was carried out similarly to that described in Example 1, except that the ethylene pressure was used were modified during the polymerization time as well as the polymerization time. The received The results are compiled in Table 1 below.
erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 3 zusammengestellt. The results obtained are shown in Table 3.
druck
(kg cm2)Ethylene
pressure
(kg cm 2 )
zeit (Minuten)Polymerization
time (minutes)
geschwindigkeit
(g EP/g Kat* · Std.)Polymerization
speed
(g EP / g cat * hour)
2
31
2
3
10
20
305
10
20th
30th
30
20
1060
30th
20th
10
4.530
8,920
13,3002,370
4,530
8,920
13,300
* Kat - Chromoxid-Katalysator-Komponente.* Kat - chromium oxide catalyst component.
ao B e i s ρ i e 1 5 ao B eis ρ ie 1 5
Der, ähnlich wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellte Katalysator und n-Heptan wurden in den glrxhen Mengen, in denen sie im Beispiel 1 verwendet wurden, in einen 1-Liter-Autoklav gegeben. DieThe, similarly as described in Example 1, prepared catalyst and n-heptane were in the The same quantities as they were used in Example 1 were placed in a 1 liter autoclave. the
*5 Temperatur des Autoklavs wurde auf 8O0C erhöht, und «ine gegebene Menge an Wasserstoff wurde in den Autoklav unter Rühren eingeleitet, während diese Temperatur aufrechterhalten wurde. Dann wurde Athyien in einer solchen Menge eingeleitet, daß der Druck um weitere 5 kg/cm2 erhöht wurde. Die Polymerisation wurde bei 800C während eines Zeitraums von 1 Stunde unter konstantem Druck durchgeführt, wobei Äthylen in einer solchen Menge zugeführt wurde, daß der Gesamtdruck konstant aufrechterhalten wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengestellt.* 5 temperature of the autoclave was raised to 8O 0 C, and "ine given amount of hydrogen was introduced into the autoclave with stirring while this temperature was maintained. Athyien was then introduced in such an amount that the pressure was increased by an additional 5 kg / cm 2 . The polymerization was carried out at 80 ° C. for a period of 1 hour under constant pressure, with ethylene being supplied in such an amount that the total pressure was maintained constant. The results obtained are shown in Table 4.
Die Polymerisation des Äthylens wurde analog wie im Falle von Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch die Polymerisationstemperatur verändert wurde. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusa-.mengestellt. The polymerization of ethylene was carried out analogously to the case of Example 1, but with the polymerization temperature was changed. The results obtained are summarized in Table 2.
menge
(kg/cm1)Water loft
crowd
(kg / cm 1 )
druck
(kg/cm2)total
pressure
(kg / cm 2 )
geschwindigkeit
(g EP/g Kat··
Std.)Polymerization
speed
(g EP / g cat
Hours.)
liches
Molekular
gewichtaverage
liches
Molecular
Weight
2,5
5,0
7,50
2.5
5.0
7.5
7,5
10,0
12,55.0
7.5
10.0
12.5
2,530
. 2.470
2,6102,370
2.530
. 2,470
2,610
112,000
77,000
56.000222,000
112,000
77,000
56,000
Kat = Chromoxid-Katalysator-Komponente (diese Bezeichnung gilt auch für die nachfolgenden Tabellen).Kat = chromium oxide catalyst component (this designation also applies to the following tables).
Die Polymerisation des Äthylens wurde analog wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, wobei jedoch die Menge an Si-Trimethyl-AI'-diäthylsiloxyaian wie in der Tabelle 3 angegeben geändert wuide. Die dabei Jeweils 10 g von verschiedenen Arten von feinverteiltem Siliciumdioxid, wie sie in Tabelle 5 angegeben sind, wurden in 40 ml einer wäßrigen Lösung einer gegebenen Menge von Chromtrioxid getaucht.The polymerization of ethylene was carried out analogously to that described in Example 1, but with the amount of Si-trimethyl-AI'-diethylsiloxyaian such as indicated in table 3 changed wuide. The one with it 10 g each of different types of finely divided silica as shown in Table 5 were immersed in 40 ml of an aqueous solution of a given amount of chromium trioxide.
Die erhaltenen Anschlämmungen wurden bei 120C getrocknet und bei einer gegebenen Temperatur füi eine gegebene Zeit in einem trockenen Luftstrom aktiviert. Die Chromgehalte der erhaltenen Chromoxid-Katalysator-Komponenten sind in Tabelle 5 angegebcn. Die erhaltenen Chromoxid-Katalysator-Konv ponenten wurden mit Si-Trimethyl-Al-diäthylsiloxy alan kombiniert, das auf ähnliche Weise wie im Bei spiel 1 hergestellt worden war, um den Katalysator zi bilden. Die Polymerisation des Äthylens wurde untei Verwendung des erhaltenen Katalysators unter dei gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 beschriebe; durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind ii Tabelle 5 angegeben.The slurries obtained were dried at 120C and at a given temperature activated for a given time in a stream of dry air. The chromium content of the chromium oxide catalyst components obtained are given in Table 5. The chromium oxide catalyst conv components were combined with Si-trimethyl-Al-diethylsiloxy alan, which is similar to that in the case game 1 had been made to zi the catalyst form. The polymerization of ethylene was carried out using the catalyst obtained under dei the same conditions as described in Example 1; accomplished. The results obtained are ii Table 5 given.
•tnn 41 n/• tnn 41 n /
1010
MetalloxidHeat resistant »
Metal oxide
Temperaturactivation
temperature
Zeitconditions
time
(Atomverhältnis)Si / Cr
(Atomic ratio)
geschwindigkeitPolymerization
speed
* Kat — Chromoxid-Katalysator-Komponentc.* Kat - chromium oxide catalyst component c.
** Sehr feinverteiltes, hochporöses Siliciumdioxid, durchschnittliche TeilchengröOe 300 A. *** Siliciumdioxid in submikroskopisch feiner Verteilung.** Very finely divided, highly porous silicon dioxide, average particle size 300 A. *** Silicon dioxide in submicroscopic fine distribution.
Analog der Herstellung von Si-Trimethyl-Al-diäfhylsiloxyalan gemäß Beispiel 1 wurde Pentamethylsiloxyalan hergestellt, wobei jedoch an Stelle das im Beispiel 1 verwendeten Triäthylaluminiums das Trimethylaluminium als Ausgangsprodukt eingesetzt wurde. Der Siedepunkt des erhaltenen Pentamethylsiloxyalans betrug 80 bis 82°C/11 mmHg.Analogous to the production of Si-trimethyl-Al-diäfhylsiloxyalan according to Example 1 pentamethylsiloxyalane was prepared, but instead of the im Example 1 used triethylaluminum, the trimethylaluminum was used as the starting product. The boiling point of the pentamethylsiloxyalane obtained was 80 to 82 ° C / 11 mmHg.
Die Polymerisation wurde analog Beispiel 1 durchgeführt, wobei jedoch das so erhaltene Pentamethylsiloxyalan an Stelle des Si-Trimethyl-Al-diäthylsiloxyalans eingesetzt wurde. Dabei wurden 133,5 g weißes pulverförmiges Polyäthylen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 238 000 erhalten. Analoge Ergebnisse wurden erhalten, wenn Si-Trimethyl-Al-diisobutylsiloxyalan und Si-Trimethyl-Aldioctyisiloxyalan eingesetzt wurden.The polymerization was carried out as in Example 1, However, the pentamethylsiloxyalane thus obtained replaces the Si-trimethyl-Al-diethylsiloxyalane was used. Thereby, 133.5 g of white powdery polyethylene with an average Obtained molecular weight of 238,000. Similar results were obtained when Si-trimethyl-Al-diisobutylsiloxyalane and Si-trimethyl-aldioctyl-siloxyalane were used.
Der Katalysator wurde ähnlich, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt, und das Lösungsmittel wurde in gleichen Mengen wie im Beispiel 1 in einen 1-Liter-Autoklav gegeben. Die Temperatur des Autoklavs wurde auf 800C erhitzt, und Wasserstoff wurde unter Rühren bis zu einem Druck von 2,5 kg/cm* eingeleitet. Dann wurde eine Äthylen-Propylen-Mischung, die eine geringe Menge Propylen enthielt, unl:r Rühren eingeleitet, bis der Druck um weitere 5 kg/cm1 erhöht wurde. Die Polymerisationsreaktion wurde 1 Stunde lang bei 80cC unter konstantem Druck durchgeführt, wobei das Athykn-Propylen-Genüsch in einer solchen Menge eingeleitet wurde, daß der Gesamtdruck auf 7,5 kg/cm* gehalten wurde. Dabei wurden 118,0 g weißes pulverförmiges Copolymerisat erhalten. Eine IR-Absorptions-Spektralanalyse des erhaltenen Copolymerisates, das auf eine dünne Platte gepreßt worden war, ergab, daß das Copolymerisat ein Äthylen-Propylen-Copolymcrisat mit 2,8 verzweigten Methylgruppen pro 1000 Kohlenstoffatomen war.The catalyst was prepared similarly to that described in Example 1, and the solvent was added in the same amounts as in Example 1 to a 1 liter autoclave. The temperature of the autoclave was heated to 80 ° C., and hydrogen was introduced with stirring up to a pressure of 2.5 kg / cm *. An ethylene-propylene mixture containing a small amount of propylene was then introduced with stirring until the pressure was increased by a further 5 kg / cm 1 . The polymerization reaction was carried out for 1 hour at 80 c C under constant pressure, wherein the Athykn-propylene Genüsch was introduced in such an amount as to keep the total pressure at 7.5 kg / cm *. 118.0 g of white powdery copolymer were obtained in this way. An IR absorption spectral analysis of the copolymer obtained, which had been pressed onto a thin plate, showed that the copolymer was an ethylene-propylene copolymer having 2.8 branched methyl groups per 1000 carbon atoms.
Eine Analyse der Dampfphasengase im Autoklav vor und nach der Polymerisation ergab durchschnittlich die nachfolgende Zusammensetzung:An analysis of the vapor phase gases in the autoclave before and after the polymerization gave an average the following composition:
Äthykn 65·/.Ethylene 65 · /.
Propylen 2·/β Propylene 2 · / β
Wasserstoff 33·/· (Gewichtsprozent) Hydrogen 33 / (percent by weight)
ao B e i s ρ i e 1 9 ao B eis ρ ie 1 9
Der Katalysator wurde ähnlich, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Das Lösungsmittel wurde in gleichen Mengen, wie im Beispiel 1 verwendet, inThe catalyst was prepared in a manner similar to that described in Example 1. The solvent was in same amounts as used in Example 1 in
»5 einen 1-Liter-Autoklav gegeben. Die Temperatur des Autoklavs wurde auf 80° C erhöht, und Wasserstoff wurde unter Rühren bis zu einem Druck von 3,0 kg/cm* eingeleitet. Dann wurde Äthylen eingeleitet, bis der Druck auf Liters 5 kg/crr.1 erhöht wurde. Die PoIymerisationsreaktion wurde bei 80° C während eines Zeitraumes von 1 Stunde unter konstantem Druck durchgeführt, wobei Äthylen in einer solchen Menge eingeleitet wurde, daß der Gesamtdruck auf 8 kg/cm1 gehalten wurde. Als Ergebnis wurden 130,0 g weißes»5 put in a 1 liter autoclave. The temperature of the autoclave was raised to 80 ° C. and hydrogen was introduced with stirring up to a pressure of 3.0 kg / cm *. Then ethylene was passed in until the pressure dropped to liters 5 kg / cm. 1 was increased. The polymerization reaction was carried out at 80 ° C. for a period of 1 hour under constant pressure, with ethylene being introduced in such an amount that the total pressure was kept at 8 kg / cm 1 . As a result, 130.0 g became white
pulverförmiges Polyäthylen erhalten. Nachdem das erhaltene Polyäthylen ausreichend getrocknet worden war, wurden verschiedene physikalische Eigenschaften des Polymerisats gemessen. Die in Tabelle 6 angegebenen Ergebnisse wurden dabei erhalten.powdered polyethylene obtained. After the obtained polyethylene has been sufficiently dried various physical properties of the polymer were measured. Those given in Table 6 Results were thereby obtained.
ErgebnisseMeasured
results
Fließverhältnis *2
Dichte *3
Erste Streckfestigksit *4 Melt index * 1
Flow ratio * 2
Density * 3
First stretch strength * 4
151
0.965
2620.29
151
0.965
262
*1 Gemessen nach ASTM-D-1238.* 1 Measured according to ASTM-D-1238.
•2 Gewicts erltnis von Polyithyten, das pro Zeiteinhei bei dem Scaerangskoefrhienten von 10* dyn/cm* bzw. 10 dyn/crn* bei der gleichen Temperatur von 1900C ausfliefit (Je groBer das Verhältnis ist, desto breiter ist die Moleku largewichtsverteuung des Polymerisats.)• 2 Gewicts erltnis of Polyithyten that * at the same temperature of 190 0 C (ausfliefit per Zeiteinhei wherein Scaerangskoefrhienten of 10 * dynes / cm or 10 * dynes / crn the coarser the ratio, the wider the molecu is largewichtsverteuung of Polymer.)
•3 Gemessen nach ASTM-D-1248 (g/cm*).• 3 Measured according to ASTM-D-1248 (g / cm *).
*4 Gemessen nach ASTM-D-638 (kg/cm*).* 4 Measured according to ASTM-D-638 (kg / cm *).
ausreichend entwässertes und von Sauerstoff be freites n-Heptan und 250 mg von nur der Chromonesufficiently dehydrated and oxygen-free n-heptane and 250 mg of only the chromones
im Autoklav durch trockenen Stickstoff verdifinjverdifinj in the autoclave by dry nitrogen
'forden war, wurde das Gemisch auf 8GaC «rhitz'was required, the mixture was heated to 8G a C «rhitz
die Porymerisat!on»r?aktion wurde 1 Stunde Uui unter einem konstanten Ctaamtdruck von tOkg/cnthe Porymerisat! on »r? action was 1 hour Uui under a constant total pressure of tOkg / cn
iiii
durchgeführt, wobei 88,8 g eines weiflen pulverfitrmigen Polyäthylens erhalten wurden, das ein durchschnittliches Molekulargewicht von 23S 000 besitzt. Bei dieser Polymerisationsreaktion betrug die Polymerisationsgeschwindigkeit, bezogen auf die Katalysatorkomponente, 355 g EP/g Kat · Std.carried out, 88.8 g of a white powdery powder Polyethylene were obtained, which has an average molecular weight of 23S,000. In this polymerization reaction, the rate of polymerization, based on the catalyst component, was 355 g EP / g cat hour
Dieses Ergebnis zeigt in deutlicher Weise, daß der Katalysator gemäß der Erfindung ausgezeichnet ist hinsichtlich der Auswirkung auf die Polymerisationsgeschwindigkeit im Vergleich mit dem bekannten Katalysator.This result clearly shows that the catalyst according to the invention is excellent in terms of the effect on the rate of polymerization in comparison with the known catalyst.
In einen 1-Liter-Autoklav wurden die Katalysatorkomporosnte und das gleiche Lösungsmittel, wie sie im Vergleichsversuch 1 verwendet wurden, in gleichen Mengen wie bei Vergleichsveisuch 1 gegeben. Die Temperatur des Autoklavs wurde auf 8O0C erhöht, und Wasserstoff wurde in der angegebenen Menge eingebitet. Äthylen wurde dann eingeleitet, bis der Druck * um weitere 10 kg/cm1 gestiegen war. Die Polymerisationsreaktion wurde bei 800C über einen Zeitraum von 1 Stunde unter konstantem Druck durchgeführt, wobei Äthylen in einer solchen Menge eingeleitet wurde, daß der Gesamtdruck konstant gehalten wurde. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammengestellt.The catalyst components and the same solvent as used in Comparative Experiment 1 in the same amounts as in Comparative Experiment 1 were placed in a 1 liter autoclave. The temperature of the autoclave was raised to 8O 0 C, and hydrogen was eingebitet in the stated amount. Ethylene was then passed in until the pressure * had risen by a further 10 kg / cm 1. The polymerization reaction was carried out at 80 ° C. over a period of 1 hour under constant pressure, ethylene being introduced in such an amount that the total pressure was kept constant. The results obtained are shown in Table 7.
nismäßig tiefer Temperatur uncfMiaß eine Kontrolle
des Molekulargewichts durch Wasserstoff sehr viel schwieriger bzw. weniger wirksam ist als gemäß der
Erfindung (vgl. Beispiel 5).
SA moderately low temperature and control of the molecular weight by means of hydrogen is much more difficult or less effective than according to the invention (cf. Example 5).
S.
In einen 1-Liter-Autoklav wurden die gleiche Katalysatorkomponente und das gleiche Lösungsmittel wie im Vergleichsversuch 1 gegeben. Die Temperatur des Autoklavs wur.4e auf 800C erhöht, und Wasserstoff wurde unter Rühren bis zu einem Druck von 30 kg/cma eingeleitet. Äthylen wurde dann eingeleitet, bis der Druck um weitere 10 kg/cm* erhöht war. Die Polymerisationsreaktion wurde bei 800C während eines Zeitraums von 1 Stunde unter konstantem Druck durchgeführt, wobei Äthylen eingeleitet wurde, um einen Gesamtdruck von 40 kg/cm1 aufrechtzuerhalten. Als Ergebnis wurden 74,5 g weißesIn a 1 liter autoclave, the same catalyst component and the same solvent as in Comparative Experiment 1 were placed. The temperature of the autoclave was. 4 e increased to 80 ° C., and hydrogen was passed in with stirring up to a pressure of 30 kg / cm a . Ethylene was then passed in until the pressure was increased by a further 10 kg / cm *. The polymerization reaction was carried out at 80 ° C. for a period of 1 hour under constant pressure, with ethylene being introduced in order to maintain a total pressure of 40 kg / cm 1 . As a result, 74.5 g became white
« pulverförmiges Polyäthylen erhalten. Nachdem dieses Polyäthylen genügend getrocknet worden war, wurden nach den beschriebenen Methoden verschiedene -physikalische Eigenschaften des Polymerisats gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 8«Obtain powdered polyethylene. After this Polyethylene had been sufficiently dried, various methods were made by the methods described -physical properties of the polymer measured. The results obtained are in Table 8
»5 zusammengestellt.»5 put together.
Menge anAmount of
H»
(kg/cm1) H »
(kg / cm 1 )
Gesamtdruck
(kg/cm«)Total pressure
(kg / cm «)
geschwindigkeitspeed
(g EP/g Kat Std.)(g EP / g cat hrs.)
10
20
30
4010
20th
30th
40
355
320
341
298355
320
341
298
Durchschnittliches Molekulargewicht Average molecular weight
235,000
171,000
124,000
100,000235,000
171,000
124,000
100,000
3535
Ergebnisse dxrtssssix
results
Fließverhältnis
Dichte Melt index
Flow ratio
density
45
0,964
2380.25
45
0.964
238
Dieses Ergebnis zeigt deutlich, daß die bekannten Katalysatoren eine nitdrige Polymerisationsgeschwin- *o digkeit bewirker, bei oer Polymerisation bei verhält-Dieses Ergebnis zeigt deutlich, daß die gemäß dei Erfindung (vgl. Beispiel 9) erhaltenen Polyolefine ein< breitere Verteilung des Molekulargewichts aufweiser als diejenigen, die nach bekannten Verfahren erhaltet werden.This result clearly shows that the known catalysts, a nitdrige Polymerisationsgeschwin- * o speed Doer in behaves-this at oer polymerization result clearly shows that the according dei invention (see. Example 9) polyolefins obtained aufweiser a <broader molecular weight distribution than those obtained by known methods.
Claims (8)
mit Hilfe von Chromoxid-Träger-Katalysatoren 5
bei einer Temperatur im Bereich zwischen Zimmertemperatur und 2500C und einem Druck im Be- ~1. Process for the polymerization of olefins
with the help of chromium oxide supported catalysts 5
at a temperature in the range between room temperature and 250 0 C and a pressure in the loading ~
lysatorkombination verwendet wird, die aus Als Katalysatoren zur Polymerisation von Olefinen,rich between normal pressure and 100 atmospheres in the presence of catalysts, characterized in that a cata- io. . _
lysator combination is used, which consists of As catalysts for the polymerization of olefins,
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3207268 | 1968-05-14 | ||
| JP3207268 | 1968-05-14 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1923998A1 DE1923998A1 (en) | 1970-02-19 |
| DE1923998B2 DE1923998B2 (en) | 1972-08-03 |
| DE1923998C true DE1923998C (en) | 1973-03-08 |
Family
ID=
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