ИСТИНА

Данный проект, направлен на создание принципиально нового типа носителя для иммобилизации катализаторов олиго- и полимеризации олефинов циглеровского типа, и, соответственно, каталитических систем с участием этих компонентов. Полученные нанесённые каталитические системы могут быть внедрены в процессы переработки углеводородного сырья. Результаты исследований их каталитических свойств свидетельствуют об их высокой эффективности в процессах полимеризации этилена. Полученные полимеры (полиэтилен) характеризуются высокими и сверхвысокомолекулярными массами, что представляет огромный научный и практический интерес.

The main aim of this project is creation of a new type carrier for oligo- and Ziegler-type olefin polymerization catalysts immobilizing , and accordingly, the catalytic systems involving these components. These inflicted catalyst systems can be introduced in the processing of hydrocarbon raw materials. Such catalytic systems showed high efficiency in the ethylene polymerization processes. The resulting polymers (polyethylene) are characterized by high and ultra-high molecular weight, which is of great scientific and practical interest.

В рамках заявленной проблемы будут решены следующие задачи: 1. Разработаны методы синтеза нового класса поликарбина, содержащих в своем составе связанные соли щелочных и щелочно-земельных металлов (например, K, Na, Mg, Са); 2. Разработаны способы иммобилизации титаноценов и комплексов титана в ст. окисления +4, а также комплексов ванадия (+5) с фенолоспиртовыми лигандами на поликарбины различной природы и проведены исследования состава и строения иммобилизатов; 3. Изучена каталитическая активность полученных соединений и материалов в реакциях олигомеризации и полимеризации этилена и высших олефинов при использовании различных активаторов – алюминийорагнических соединений, таких как метилалюмоксан (МАО), триметилалюминий, триизобутилалюминий, диэтилалюминийхлорид и сесквиалюминий хлорид; 4. Исследована кинетика и механизм ряда каталитических реакций на примере наиболее активных катализаторов полимеризации; 5. Определены состав, структура, физико-химические и физико-механические свойств полученных полимеров. 6. Проведен сравнительный анализ свойств полученных полимеров со свойствами аналогичных материалов, полученных на классических гетерогенных катализаторах Циглера-Натта и гомогенных металлоценовых катализаторах в зависимости от природы и свойств использованного носителя.

Работы, посвященные изучению каталитической активности иммобилизированных каталитических систем, достаточно редки. Рассмотренный в настоящей работе способ получения принципиально нового типа носителя – поликарбина – может быть применен для формирования различных каталитических систем, в том числе и систем циглеровского типа. В результате выполнения данного проекта разработана методология получения органических полимеров класса поликарбинов, являющихся органическими полимерами состава (СН)n, где n, в зависимости от способа получения, изменяется от 5000 до 40000 D. Поверхность традиционных носителей (SiO2, MgCl2 и пр.), широко применяемых для иммобилизации катализаторов, содержит кислотные фрагменты разной природы, что, в свою очередь приводит к формированию некоторого набора различных каталитических центров. Предлагаемые нами поликарбины представляют собой эластичные полимерные системы, способные эффективно стабилизировать соединения переходных металлов, являющиеся основными компонентами катализатора. Важным преимуществом полученных поликарбинов в сравнении с «классическими» носителями, во-первых, является однотипность кислотных центров, что позволяет получать полимерные материалы с узким молекулярно-массовым распределением, и радикальная природа самого носителя, которая позволяет надеяться на некий синергетический эффект от действия двух типов каталитических центров – радикального и ионного (катионного).

Разработан способ получения органических полимеров класса поликарбинов, являющихся органическими полимерами состава (СН)n, где n, в зависимости от способа получения, изменяется от 5000 до 40000 D. Разработаны методы нанесения галлоидных соединений титана и циркония на поликарбин. Для этого было использовано два способа. Первый - основан на нанесении различных титановых и циркониевых соединений на заранее синтезированные поликарбины (метод пропитки). Второй подход заключается в химическом встраивании соединения переходного металла в структуру поликарбина путём введения исходного соединения этого металла в механохимическую реакцию синтеза самого полимера. В результате этой реакций образующаяся в ходе процесса углеродная матрица связывает переходный металл с образованием металлоорганических полимеров и, содержащая, помимо этого, побочные продукты в виде солей непереходных металлов (в нашем случае в основном бромид магния MgBr2). Результаты исследований каталитических свойств полученных композиций свидетельствуют об их высокой эффективности в процессах полимеризации этилена. Синтезированный на этих системах полиэтилен характеризуется высокими и сверхвысокомолекулярными массами, что представляет огромный научный и практический интерес. Необходимо отметить, что практически все современные гомогенные каталитические системы при их иммобилизация на носитель резко теряют свою каталитическую активность в реакциях полимеризации, метод предложенный в работе, напротив, позволяет увеличить их эффективность в десятки раз.