Efeito da preparação nos sítios de cromo....pdf
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___________________________________________________________________Polimerização de Etileno maior no suporte AlPO4 do que na sílica. Isto ocorre, segundo os autores, devido à diferença de grupos hidroxila onde os sítios de cromo estão incorporados nos dois suportes. Entretanto, no catalisador Cr/SiO2 observa-se um pequeno aumento no índice de fusão após tratamento com alquil (trietil-alumínio - TEA ou TEB), em relação ao catalisador reduzido com CO a 623 K, resultando em diminuição de peso molecular. A causa, segundo reportado por Bade e Blom, pode ser a formação de sítios de cromo para oligomerização. Tabela VI-1 - HLMI obtido para diferentes tratamentos de redução Tratamento Cr/AlPO4 Cr/SiO2 etileno a 368 K 0,95 6 TEB a 368 K 144,0 4 CO a 623 K 1,4 3 CO e TEB 47,5 TEA a 368 K 0,80 4 O comportamento de catalisadores com Cr(VI) e Cr(II) foi estudado na polimerização por Kim e col. [87] num reator autoclave de 2 litros, temperatura de 378 K e pressão de 39 atm. O catalisador Cr(VI)/SiO2 foi preparado com CrO3 sendo calcinado em ar a 1073 K por 2 horas. Uma fração do material foi reduzida com CO a 623 K por 30 min. A Figura VI-3 mostra os perfis de polimerização com o tempo. Enquanto o catalisador Cr(VI)/SiO2 apresentou um período de indução, referente à redução do cromo pelo etileno na formação do Cr 2+ , o catalisador Cr(II)/SiO2 mostrou atividade desde o início do teste, passando por um máximo seguido de queda após 10 min. O motivo da queda na atividade do catalisador Cr(II) está, segundo os autores, nas alterações químicas do sítio ativo ou no envenenamento durante a polimerização. Figura VI-3 - Perfis de taxa de polimerização em catalisadores Cr/SiO2 em função do tempo de reação [87] 112
___________________________________________________________________Polimerização de Etileno Os autores avaliaram o peso molecular e a polidispersão dos polímeros formados com os dois procedimentos de redução. A Figura VI-4 apresenta o efeito da produtividade no peso molecular ponderal médio (Mw) e no índice de polidispersão (PDI), definidos na Equação VI-2 (A, B e C). A polidispersão permite avaliar a distribuição de peso molecular. Quanto maior a polidispersão, maior a distribuição de peso molecular e mais heterogêneos são os sítios ativos do catalisador. M M w n = = ∑ ∑ N ∑N ∑ 2 i. M i N . M i i . M N i i i 113 e (A) com N moléculas de peso molecular M (B) M M Polidisper são = w (C) n Equação VI-2 - Peso molecular ponderal médio (A), Peso molecular numérico médio (B) e índice de polidispersão (C) Na Figura VI-4A observa-se que o peso molecular não variou muito, em função da produtividade para os dois procedimentos de redução. Entretanto, o catalisador com Cr(II) inicial apresentou maior peso molecular. Na Figura VI-4B, a polidispersão do polietileno produzido com o catalisador Cr(II) é maior no início, caindo com o aumento na produtividade, devido, segundo os autores, a alterações químicas em alguns sítios ativos ou envenenamento, conforme já mencionado. No catalisador Cr(VI) há um pequeno aumento na polidispersão em função da formação de novos sítios de Cr 2+ na redução do Cr 6+ pelo etileno durante a polimerização. A maior variação na polidispersão inicial no catalisador Cr(II) pode indicar, segundo os autores, que a redução com CO promove formação de sítios Cr 2+ mais heterogêneos que a redução com etileno. A polimerização de etileno com catalisador de cromo pode ser descrita, de maneira simplificada, pelas etapas de iniciação, propagação e terminação. Existe bastante discussão na literatura quanto aos mecanismos de polimerização, principalmente quanto à iniciação [61, 85, 89 e 90]. A técnica de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) tem sido usada nessa determinação. A literatura utiliza as bandas de infravermelho referentes ao crescimento do polímero, Tabela VI-2, para sugerir mecanismos de reação.
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___________________________________________________________________Polimerização <strong>de</strong> Etileno<br />
Os autores avaliaram o peso molecular e a polidispersão dos polímeros formados<br />
com os dois procedimentos <strong>de</strong> redução. A Figura VI-4 apresenta o efeito <strong>da</strong> produtivi<strong>da</strong><strong>de</strong><br />
no peso molecular pon<strong>de</strong>ral médio (Mw) e no índice <strong>de</strong> polidispersão (PDI), <strong>de</strong>finidos na<br />
Equação VI-2 (A, B e C). A polidispersão permite avaliar a distribuição <strong>de</strong> peso molecular.<br />
Quanto maior a polidispersão, maior a distribuição <strong>de</strong> peso molecular e mais heterogêneos<br />
são os <strong>sítios</strong> ativos do catalisador.<br />
M<br />
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113<br />
e (A)<br />
com N moléculas <strong>de</strong> peso molecular M (B)<br />
M<br />
M<br />
Polidisper são = w<br />
(C)<br />
n<br />
Equação VI-2 - Peso molecular pon<strong>de</strong>ral médio (A), Peso molecular numérico médio (B)<br />
e índice <strong>de</strong> polidispersão (C)<br />
Na Figura VI-4A observa-se que o peso molecular não variou muito, em função <strong>da</strong><br />
produtivi<strong>da</strong><strong>de</strong> para os dois procedimentos <strong>de</strong> redução. Entretanto, o catalisador com Cr(II)<br />
inicial apresentou maior peso molecular. Na Figura VI-4B, a polidispersão do polietileno<br />
produzido com o catalisador Cr(II) é maior no início, caindo com o aumento na<br />
produtivi<strong>da</strong><strong>de</strong>, <strong>de</strong>vido, segundo os autores, a alterações químicas em alguns <strong>sítios</strong> ativos ou<br />
envenenamento, conforme já mencionado. No catalisador Cr(VI) há um pequeno aumento<br />
na polidispersão em função <strong>da</strong> formação <strong>de</strong> novos <strong>sítios</strong> <strong>de</strong> Cr 2+ na redução do Cr 6+ pelo<br />
etileno durante a polimerização. A maior variação na polidispersão inicial no catalisador<br />
Cr(II) po<strong>de</strong> indicar, segundo os autores, que a redução com CO promove formação <strong>de</strong><br />
<strong>sítios</strong> Cr 2+ mais heterogêneos que a redução com etileno.<br />
A polimerização <strong>de</strong> etileno com catalisador <strong>de</strong> <strong>cromo</strong> po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>scrita, <strong>de</strong> maneira<br />
simplifica<strong>da</strong>, pelas etapas <strong>de</strong> iniciação, propagação e terminação. Existe bastante discussão<br />
na literatura quanto aos mecanismos <strong>de</strong> polimerização, principalmente quanto à iniciação<br />
[61, 85, 89 e 90]. A técnica <strong>de</strong> espectroscopia <strong>de</strong> infravermelho com transforma<strong>da</strong> <strong>de</strong><br />
Fourier (FTIR) tem sido usa<strong>da</strong> nessa <strong>de</strong>terminação. A literatura utiliza as ban<strong>da</strong>s <strong>de</strong><br />
infravermelho referentes ao crescimento do polímero, Tabela VI-2, para sugerir<br />
mecanismos <strong>de</strong> reação.