Регуляторы селективности (SCA) катализаторов Циглера-Натта

Регуляторы селективности (SCA, stereospecificity control agents) - алкил-алкоксисилановые соединения класса R_nSi(OR')_4-n, применяемые как внешние доноры электронов в катализаторах Циглера-Натта на основе MgCl₂/TiCl₄ с внутренними донорами (фталаты или сукцинаты). Донор вводится совместно с триалкилалюминиевым сокатализатором в молярном соотношении Al/Si 5-20 моль/моль (силан вводится в недостатке к алюминийорганическому сокатализатору) при температуре полимеризации 50-90°C; его функция - блокировка нестереоспецифических Ti-центров и повышение доли изотактических последовательностей [mmmm] в полипропилене с 75-85% без донора до 95-99% с донором.

Применяемые типы алкил-алкоксисиланов:

• н-Пропилтриэтоксисилан (WACKER SILANE P-TRIETHOXY, Donor A, CAS №2550-02-9) - базовый донор первого поколения с изотактичностью 95-97% [mmmm] и широким ММР, требует относительно высокого расхода донора, для рандом-сополимеров PP упаковочного класса;
• Дифенилдиметоксисилан (Donor B) - для специализированных рецептур;
• Циклогексилметилдиметоксисилан (WACKER SILANE CHM-DIMETHOXY, Donor C, CAS №17865-32-6) - донор второго поколения с изотактичностью более 98% [mmmm] и узким ММР, эффективен при пониженном расходе донора, предпочтителен для гомополимера PP;
• Дициклопентилдиметоксисилан (WACKER SILANE CP2-DIMETHOXY, Donor D, CAS №1125-01-5) - максимальная изотактичность более 99% [mmmm], оптимизирован для ударопрочных сополимеров PP и BOPP-плёнок и контролирует распределение сомономера;
• н-Пропилтриметоксисилан (WACKER SILANE P-TRIMETHOXY, CAS №1067-25-0) - более быстрая активация донора по сравнению с этокси-аналогом;
• Диизопропилдиметоксисилан (Donor P) - для контроля молекулярно-массового распределения;
• Диизобутилдиметоксисилан и изобутилизопропилдиметоксисилан - альтернативные регуляторы для специализированных систем.

Применение SCA повышает каталитическую активность прокатализатора на 15-40% (производительность 15-40 кг PP/г катализатора), снижает содержание атактической фракции ниже 2,5% масс. (что уменьшает объём экстракционных операций) и позволяет управлять индексом расплава MFR в диапазоне 0,3-100 г/10 мин через концентрацию H₂ в реакторе; доноры C и D дают изотактичность 94-99%. Все марки Wacker зарегистрированы по REACH и не имеют ограничений SVHC. Хранение - в герметичной таре под инертным газом, поскольку гидролиз алкоксигрупп влагой снижает донорную активность.

При выборе донора учитывают тип полимера (гомополимер или сополимер), требуемую изотактичность и ширину ММР, тип прокатализатора и температурный режим реактора; концентрация донора и соотношение Al/Si оптимизируются итерационно под конкретную каталитическую систему по данным TDS производителя.