Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://revistapolimeros.org.br/article/doi/10.4322/polimeros.2014.016
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Avaliação das Condições de Envelhecimento do Sistema Catalítico Versatato de Neodímio/hidreto de Di-isobutilalumínio/cloreto de t-butila na Polimerização de 1,3-Butadieno

Evaluation of Aging Conditions of the Catalyst System Comprising Neodymium Versatate/di-isobutylaluminium Hydride /t-butyl Chloride in the Polymerization of 1,3-Butadiene

Pires, Neusa M. T.; Soares, Bluma G.; Coutinho, Fernanda M. B.; Simões, André L. C.; Costa, Marcos A. S.

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Resumo

O objetivo deste trabalho foi estudar sistemas catalíticos ternários constituídos por versatato de neodímio, cloreto de t-butila e hidreto de di-isobutil-alumínio para a polimerização de 1,4-cis de butadieno em hexano. Foi investigado o efeito do envelhecimento natural do catalisador (1 a 60 dias a 8,5°C) sobre a conversão, a atividade catalítica e a micro- e macroestrutura do polibutadieno. Foi estudado também o efeito do envelhecimento forçado (40°C), das diferentes fases do preparo do catalisador sobre as características da polimerização e do polímero sintetizado. Os polímeros foram caracterizados por cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), viscosimetria em solução e no estado fundido. O envelhecimento forçado das diferentes fases do catalisador (F1, F2, F3 e F4) afetou a conversão e a atividade catalítica de maneiras distintas. Os resultados de conversão e atividade catalítica mostraram que a fase mais afetada pelo envelhecimento forçado a 40°C foi a F1, etapa em que o versatato de neodímio é adicionado à solução de hidreto de di-isobutil-alumínio (Catalisador 447). A microestrutura não se alterou com o envelhecimento natural do catalisador enquanto que a macroestrutura mostrou dependência desta variável. Foi observado um ligeiro aumento na conversão e na atividade catalítica à medida que o tempo de envelhecimento do catalisador aumentou de 1 para 10 dias.

Palavras-chave

Catalisador Ziegler-Natta, neodímio, envelhecimento, polibutadieno

Abstract

This work studied ternary catalyst systems composed of neodymium versatate, t-butyl chloride and diisobutylaluminium hydride used in the cis-1,4 polymerization of butadiene in hexane. The effect of natural aging of the catalyst (1 to 60 days at 8.5°C) on the conversion, catalyst activity and on the micro and macrostructure characteristics of polybutadiene was investigated. The effect of forced aging by heating (40°C), of the different phases of the catalyst preparation on the polymerization characteristics and the synthesized polymer was also studied. The polymers were characterized by size exclusion chromatography (SEC), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and viscosimetry in solution and melted-state. Accelerated aging of the different phases of the catalyst (F1, F2, F3 and F4) affected the conversion and the catalytic activity in distinct ways. The results of the conversion and catalytic activity showed that F1 was the most affected phase by accelerated aging at 40°C. In this step the neodymium versatate was added to the solution of diisobutyl-aluminium hydride (Catalyst 447). The microstructure did not change with the natural aging of the catalyst while the macrostructure showed dependence on this variable. When the catalyst aging time increased from 1 to 10 days a slight increase in the conversion and the catalytic activity was observed.

Keywords

Ziegler-Natta catalyst, neodymium, aging, polybutadiene

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