改良施體實現PP催化劑高度化,將易於低分子量化

 

刊登日期:2019/10/1
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TOHO TITANUIM公司在聚丙烯(PP)聚合觸媒的高度化上有了進展,研發人員改良了與觸媒活性相關的施體(donor),使PP具備各種特性。目前已經開發出可對應高速射出成型的高流動性樹脂(MFR)或橡膠成分合成出均質的乙烯-丙烯(Ethylene Propylene;EPM)共聚體的施體,正與樹脂廠商展開送樣作業;另外,還有一種適用於發泡聚丙烯合成的觸媒,以滿足零件輕量化的需求。

該公司在PP聚合上採用的THC觸媒,為氯化鎂載體上吸附了四氯鈦與名為「內部施體」的有機化合物構造,是聚丙烯、聚乙烯(PE)在聚合上具代表性之齊格・勒納塔催化劑(Ziegler-Natta catalyst)的一種,係透過做為催化促進劑(Promotors)的有機鋁化合物及矽化合物的「外部施體」進行接觸,達到活性化。

研發人員以齊格・勒納塔催化劑為基礎,透過2種手法改良了內、外施體,使THC觸媒的活性化技術有了進展,開發出可實現數萬等級之低分子量PP聚合的內部施體,可望以新的有機化合物取代現行廣泛使用的磷苯二甲酸酯(Phthalates)。此外,由於提升了與氫之間的反應性,不需大容量的反應器也可實現低分子量化。低分子量化後,樹脂的流動性更佳,可提升射出成型時的產能。新觸媒在反應後一部分會變成樹脂成分留下,在重視磷苯二甲酸酯造成的環境問題的歐洲各國,該技術可望滿足環保需求。

內部施體將觸媒活性成分分散至特定位置以促進活性,活性化結束之後就會脫離。而外部施體則是填補空洞來提升活性,一般來說多採用矽化合物,該公司也開發了矽類新化合物「T01」,與既有施體相比,活化性可達2倍以上。經確認,在汽車保險桿常用的乙烯-丙烯共聚體,成功均質化其中的橡膠成分。由於可任意選擇橡膠成分,可更有效率地提升耐衝擊性。

發泡聚丙烯合成觸媒方面,則是與美國賓州大學進行共同研發。現行的主流技術有兩種,一是以過氧化物或電子束作為架橋的後處理法,二是均一類製程(反應物、催化劑一體型),但成本高昂。研發團隊正嘗試以不均一類製程(反應物、催化劑分開的固液分離型)進行合成,以期開發出熔融、成型時也不會斷裂的新PP材料。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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