Estudio Comparativo de la Polimerización de Propileno con Diferentes Catalizadores Metalocénicos Utilizando un Modelo Estadístico de Planificación Experimental

Comparative Study of Propylene Polymerization with Different Metallocene Catalysts Using a Statistic Experimental Planning Model

En este trabajo se evaluó el rendimiento de los catalizadores SiMe₂(Ind)₂ZrCl₂, Et(Ind)₂ZrCl₂, SiMe₂(Ind)₂HfCl₂ e Et(Ind)₂HfCl₂ en la polimerización de propileno utilizando MAO como cocatalizador y empleando un Modelo Estadístico de Planificación Experimental. Las polimerizaciones se llevaron a cabo a diferentes temperaturas y relaciones molares aluminio/metal de transición. El efecto de estas variables sobre la actividad del catalizador y sobre las características del polímero se investigó utilizando los modelos propuestos para cada variable. Se observó una influencia significativa de las condiciones experimentales sobre la actividad del catalizador en particular, pero también sobre el peso molecular medio, el punto de fusión y la isotacticidad de los polipropilenos producidos; el análisis estadístico con los modelos propuestos indicó una mayor actividad del catalizador para los circonocenos, mientras que los hafnocenos produjeron polipropileno con mayor peso molecular. Los complejos con puente de dimetilsilano produjeron polipropileno con mayor peso molecular, estereorregularidad y mayor temperatura de fusión en comparación con los polímeros correspondientes utilizando el puente de etilideno.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas catalíticos de metaloceno se han utilizado para polimerizar olefinas con altas actividades. Estos sistemas proporcionan un control sobre la MICROESTRUCTURA del polímero, la DISTRIBUCIÓN del peso molecular y la INCORPORACIÓN de comonómeros, lo que ha permitido la creación de nuevos MATERIALES de poliolefinas disponibles comercialmente. El uso de estos catalizadores en la polimerización de olefinas se considera un avance revolucionario en la historia de los polímeros[1-3].

Los primeros sistemas catalíticos metalocénicos estudiados, como el tipo Cp2TiCl2/AlRxCl3-x, mostraron baja actividad para la polimerización del ETILENO y no polimerizaban el PROPILENO. Sin embargo, el éxito de la aplicación de los metalocenos en la polimerización de olefinas comenzó con dos avances importantes: el uso de METILALUMINOXANO (MAO) como cocatalizador y el desarrollo de puentes entre los ligandos en la estructura del catalizador, lo que permitió la comercialización del POLIPROPILENO isotáctico a partir de 1995 (por ejemplo, Fina Oil and Chemicals, Exxon Chemical y Hoechst). Los polímeros producidos por catalizadores de metaloceno son de gran interés para las industrias petroquímicas debido a sus características peculiares, como una POLIDISPERSIDAD estrecha, baja CRISTALINIDAD y baja EXTRACTABILIDAD, lo que produce diferencias significativas tanto en el proceso de transformación como en las características de los productos finales[4-8].