Estudo da polimerização de 1,3-butadieno com sistemas catalíticos à base de neodímio

Abstract

Foi estudado um processo de polimerização de butadieno, em escala de laboratório, para obtenção de polibutadieno com alto teor de unidades repetitivas 1,4-cis, utilizando-se o sistema catalítico do tipo Ziegler-Natta constituído por versatato de neodímio (Nd), cloreto de tert-butila (Cl) e um composto organoalumínio (Al). Foi estudada a influência do tipo de organoalumínio, da razão molar Al/Nd e Cl/Nd sobre a atividade catalítica do sistema, peso molecular, polidispersão e microestrutura do polibutadieno obtido (teor de unidades 1,4-cis). Os polímeros foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e cromatografia por exclusão de tamanho. Foi obtido um polímero com até 99,8% de unidades 1,4-cis. O peso molecular Mw variou de 1,4 a 9,7 x 10(5) e a atividade catalítica máxima foi conseguida quando se empregou triisobutilalumínio (TIBA) como cocatalisador.

Avaliação das razões molares Cl:Nd e Al:Nd na polimerização de 1,3-butadieno com o sistema catalítico versatato de neodímio/hidreto de di-isobutilalumínio/cloreto de t-butila

“…Isso sugere que a instabilidade dos compostos organolantanídicos formados podem ser a causa da baixa concentração de centros ativos nos sistemas lantanídicos baseados em neodímio. O aumento da velocidade de polimerização com o aumento da razão Al/Nd é justificado por um aumento da concentração de espécies ativas alquiladas, e consequentemente, do número de centros ativos [20,21] . Catalisadores lantanídicos para a polimerização 1,4-cis de butadieno são efetivos em razões molares Al/Nd na faixa de 15 a 30, ou superiores [8] .…”

“…O cloreto de t-butila, por exemplo, embora pouco citado na literatura como doador de cloro em substituição ao alquil-alumínio clorado é utilizado comercialmente em plantas industriais [1] . Além disso, para o sistema catalítico versatato de neodímio/ hidreto de di-isobutilalumínio/cloreto de t-butila o número de publicações é ainda mais restrito [1,3,5,10,20] . Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos das razões molares Cl/Nd e Al/Nd sobre a reação de polimerização de 1,4 cis de butadieno com sistemas catalíticos ternários constituídos por versatato de neodímio, cloreto de t-butila e hidreto de di-isobutil-alumínio.…”

Modeling of 1,3‐Butadiene Solution Polymerizations Catalyzed by Neodymium Versatate

“…Ziegler‐Natta catalysts used for polymerization of conjugated dienes have been developed with lanthanide metals, since lanthanide atoms are bigger and less electronegative than other transition metals. However, work in this field is concentrated largely on neodymium‐based catalysts because these catalysts present the highest reaction activities among the lanthanide metals .…”

Modeling of High-Cis 1,3-Butadiene Polymerizations With Neodymium Versatate

“…Ziegler-Natta catalysts for polymerization of conjugated dienes have been developed with lanthanide metals, since lanthanide atoms are bigger and less electronegative than other transition metals. Work in this field is concentrated on neodymium-based catalysts, because this element has the biggest catalyst activity among the lanthanide metals (Kobayashi et al 1998;Fraga et al 2003). However, to the best of our knowledge, there is scarce information about the mathematical modeling of polybutadiene reactions performed with neodymium catalysts.…”