مسیرهای غیرشیمیایی برای تنظیم پراکندگی پلیمر، فعالیت و سازوکار شکست سامانه های کاتالیزی زیگر-ناتا در پلیمرشدن ناهمگن پروپیلن

فرضیه : 

اصلاح فرمول بندی های شیمیایی کاتالیزگرهای پلیمری تجاری موجود، ممکن است سایر خواص کاتالیزگر به ویژه فضاگزینی و جهت گزینی را کاهش دهد. بنابراین، نیاز ضروری در مجتمع های صنعتی پتروشیمیایی به منظور اصلاح سامانه های کاتالیزی موجود، یافتن شیوه های عملی غیرشیمیایی برای تنظیم کمیت های اساسی شامل پهنای توزیع وزن مولکولی (MWD)، فعالیت و سازوکار شکست است. 

برای دستیابی به این هدف، از مدل تک ذره ای تازه توسعه یافته، چندمنفذی (MPM) استفاده شده است که فرایندهای واکنشی-نفوذی دخیل در پلیمرشدن اولفینی ناهمگن را توصیف می کند. این کار با هدف بررسی اثر تخلخل اولیه کاتالیزگر، اندازه ذره اولیه آن، غلظت توده مونومر و آرایش اندازه منفذها بر کمیت های نام برده انجام شده است. 

مدل سازی سامانه کاتالیزی پایه دار زیگلر-ناتا (ZN) نشان داد، افزایش تخلخل اولیه کاتالیزگر یا اندازه ذره اولیه یا کاهش غلظت توده مونومر، پهنای توزیع سرعت واکنش موضعی را کاهش داد که به توزیع وزن مولکولی های باریک تر منجر شد. اگر چه شاخص چندپراکندگی (PDI) معمولا به طور معکوس تغییر کرد که به دلیل وابستگی این کمیت به موضع توزیع وزن مولکولی (MWD) افزون بر پهنای آن است. مدل MPM همچنین دو مشاهده تجربی غیرقابل توضیح را شفاف و دلیل وقوع آن ها را روشن کرده که عبارت است از کاهش فعالیت کاتالیزگر در صورت افزایش تخلخل اولیه که در بعضی از مطالعات تجربی مشاهده شده است و تغییرات نامنظم و غیرقابل پیش بینی شاخص چندپراکندگی با تغییرات غلظت توده مونومر. برای کمیت های فیزیکی مطالعه شده در این پژوهش، پهنای MWD به طور مستقیم به سرعت واکنش وابسته است که نشان می دهد، برای کاربردهایی که در آن ها مقاومت بیشتر در برابر پدیده های شکست مذاب، موج داری لبه و تشدید کشش مطلوب است، باید تعادلی بین پهنای MWD و مقدار محصول را جست و جو کرد. با اینکه سرعت واکنش، پهنای MWD و شاخص چندپراکندگی، هیچ وابستگی به نسبت مشارکت دو سازوکار شکست نشان ندادند، افزایش تخلخل اولیه یا شعاع اولیه کاتالیزگر، سازوکار ترجیح داده شده دو نیم شدن پیوسته را تشدید کرد که در نتیجه احتمال وقوع پدیده جرم گرفتگی را کاهش داد.