Регулятори селективності (SCA) каталізаторів Циглера-Натта

Регулятори селективності (SCA, stereospecificity control agents) - алкіл-алкоксисиланові сполуки класу R_nSi(OR')_4-n, що застосовуються як зовнішні донори електронів у каталізаторах Циглера-Натта на основі MgCl₂/TiCl₄ з внутрішніми донорами (фталати або сукцинати). Донор вводять разом з триалкілалюмінієвим сокаталізатором у молярному співвідношенні Al/Si 5-20 моль/моль (силан вводять у нестачі до алюмінійорганічного сокаталізатора) за температури полімеризації 50-90°C; його функція - блокування нестереоспецифічних Ti-центрів і підвищення частки ізотактичних послідовностей [mmmm] у поліпропілені з 75-85% без донора до 95-99% з донором.

Застосовувані типи алкіл-алкоксисиланів:

• н-Пропілтриетоксисилан (WACKER SILANE P-TRIETHOXY, Donor A, CAS №2550-02-9) - базовий донор першого покоління з ізотактичністю 95-97% [mmmm] і широким ММР, потребує відносно високої витрати донора, для рандом-сополімерів PP пакувального класу;
• Дифенілдиметоксисилан (Donor B) - для спеціалізованих рецептур;
• Циклогексилметилдиметоксисилан (WACKER SILANE CHM-DIMETHOXY, Donor C, CAS №17865-32-6) - донор другого покоління з ізотактичністю понад 98% [mmmm] і вузьким ММР, ефективний за зниженої витрати донора, кращий для гомополімеру PP;
• Дициклопентилдиметоксисилан (WACKER SILANE CP2-DIMETHOXY, Donor D, CAS №1125-01-5) - максимальна ізотактичність понад 99% [mmmm], оптимізований для ударостійких сополімерів PP і BOPP-плівок та контролює розподіл сомономера;
• н-Пропілтриметоксисилан (WACKER SILANE P-TRIMETHOXY, CAS №1067-25-0) - швидша активація донора порівняно з етокси-аналогом;
• Диізопропілдиметоксисилан (Donor P) - для контролю молекулярно-масового розподілу;
• Диізобутилдиметоксисилан та ізобутилізопропілдиметоксисилан - альтернативні регулятори для спеціалізованих систем.

Застосування SCA підвищує каталітичну активність прокаталізатора на 15-40% (продуктивність 15-40 кг PP/г каталізатора), знижує вміст атактичної фракції нижче 2,5% мас. (що зменшує обсяг екстракційних операцій) і дозволяє керувати індексом розплаву MFR у діапазоні 0,3-100 г/10 хв через концентрацію H₂ у реакторі; донори C і D дають ізотактичність 94-99%. Усі марки Wacker зареєстровані за REACH і не мають обмежень SVHC. Зберігання - у герметичній тарі під інертним газом, оскільки гідроліз алкоксигруп вологою знижує донорну активність.

Під час вибору донора враховують тип полімеру (гомополімер чи сополімер), потрібну ізотактичність і ширину ММР, тип прокаталізатора і температурний режим реактора; концентрація донора і співвідношення Al/Si оптимізуються ітераційно під конкретну каталітичну систему за даними TDS виробника.