Polymerization of ethylene with catalyst mixture in the presence of chain shuttling agent

Abstract

Mixture of two catalysts in one reactor for ethylene/α-olefin copolymerization in the solution process can result in the combination of microstructures related to both catalysts in the polymer framework. Thus, novel polymer configuration is synthesized, which is characterized by containing sequences of monomers produced with each catalyst in the same polymer chain. Adding a reversible transfer agent (CSA) to the binarysystem enables the production of new block copolymers with enhanced properties. Late transition metal catalysts, such as α-diimine nickel catalyst when activated with methylaluminoxane (MAO) show high activity towards olefin polymerization and produces highly branched homopolymers. On the other hand, C2 symmetry metallocene catalysts produce linear polyethylenes. This paper describes the synthesis of ethylene homopolymer with amorphous and crystalline blocks using a binary mixture containing a nickel catalyst with α-diimine ligand, which produces ф highly branched polyethylene (soft PE) and a metallocene (rac-ethylene bis(H4 indenyl)ZrCl2) that converts ethylene into polyethylene with high activities and melting temperatures (hard PE). The influence of polymerization temperature and CSA concentration were investigated. The polymeric materials were characterized by density, thermal properties, X-ray diffractometry and dynamic-mechanical properties. Показано можливість поєднання мікроструктур каталізаторів в каркасі полімеру внаслідок змішування двох каталізаторів в реакторі, де відбувається кополімеризація етилен/α-олефінів. Синтезовано нові полімерні конфігурації, які характеризуються послідовністю мономерів, отриманих з кожним із каталізаторів в одному полімерному ланцюзі. Додавання реагента зворотнього переходу (РЗП) до бінарної системи дає можливість одержати нові блок-кополімери з покращеними властивостями. Каталізатори на основі перехідних металів, такі як α-діімін-нікелевий каталізатор, активізований метилалюмооксаном, виявляють високу активність по відношенню до полімеризації олефінів і дають можливість отримувати високорозгалужені гомополімери. C2-симетричні металлоценові каталізатори використовують для виробництва лінійного поліетилену. Приведено методику синтезу гомополімеру етилену з аморфними і кристалічними блоками з використанням бінарної суміші нікелевого каталізатора з α-діімін лігандом для одержання високорозгалуженого поліетилену (м‘який ПЕ) і металлоцену (рац-етилен-біс(H4-інден) ZrCl2), який перетворює етилен в поліетилен з високою активністю і температурою плавлення (жорсткий ПE). Досліджено вплив температури полімеризації і концентрації РЗП. Визначено характеристики одержаних полімерів.