Свойства и области применения стереоблочного эластомерного полипропилена.

Стереоблочный эластомерный полипропилен обладает такими важными для каучука свойствами как термопластичность в сочетании с высокой температурой плавления (от 140 до 160^оС). Морозостойкость этого каучука в зависимости от степени его кристаллизации лежит в пределах от -10^оС до -35^оС. Молекулярная масса его составляет 120000-200000, а коэффициент полидисперсности (M_w/M_n) меняется от 1,7 до 6,0 и, аналогично другим свойствам, в значительной мере зависит от способа получения катализатора. Уширение молекулярно-массового распределения СБПП, получаемых с использованием «осциллирующих» каталитических систем является необычным для металлоценового катализа и обусловлено передачей цепи на алюминийорганическое соединение посредством равновесных реакций обмена алкил - полимерная цепь. Образцы, сочетающие высокую молекулярную массу (около 200000) и умеренную изотактичность (30-40%) проявляют хорошие эластомерные и прочностные свойства. Удлинение при разрыве может достигать от 800 до 2000%. Эластичный полипропилен имеет большой срок службы и низкий удельный вес (около 0,9 г/см³). Для эластомерного полипропилена присуща характерная для полиолефинов высокая химическая инертность, но низкая устойчивость к маслам. Стереоблочный полипропилен проявляет высокую устойчивость к истиранию, на его основе можно получать окрашенные полимеры.

Эластомерный полипропилен благодаря дешевизне пропилена и возможности проведения полимеризации по газофазной технологии является доступным полимерным материалом. Последнее обстоятельство в совокупности с комплексом эксплуатационных свойств предполагает его применение во многих сферах промышленности. Так, этот материал используется для изготовления трикотажа, эластичных материалов для обуви. На его основе производят средства для гигиены и медицины, включая изготовление высококачественных перевязочных материалов, детских подгузников, эластичной ваты, прокладок. В автомобильной промышленности используется для изготовления специальных бамперов, отделочных материалов, изолирующих прокладок. Широкое применение эластичный полипропилен нашел в строительстве в качестве отделочных материалов различных типов и термопластичной пены. Перспективно его использование в военной технике, электронике, электрооборудовании.

Большое число исследований направлено на разработку материалов на основе СБПП, которые могут заменить пластифицированный поливинилхлорид, а также некоторые дорогостоящие эластомеры. В значительной мере это связано с возможностями дизайна макромолекул под действием металлоценовых каталитических систем.

Получение скэпт с использованием газофазного процесса.

В газофазном процессе полимеризация протекает на частицах инертного носителя с нанесенным на их поверхность каталитическим комплексом. Этилен, пропилен и этилиденнорборнен подаются в реактор в газообразном виде и создают псевдоожиженный слой частиц. При использовании металлоценовых катализаторов различие в реакционной способности этилена и пропилена значительно меньше, чем в случае ванадиевых металлокомплесных систем.

Полимер образуется в виде твердых гранул и выводится из полимеризатора. Для предотвращения слипания частиц каучука в полимеризатор вводится также антиагломератор, в качестве которого используют технический углерод общего назначения. В момент образования гранул полимера происходит осаждение частиц технического углерода на их поверхности.

Сополимеризация этилена и пропилена сопровождается значительным тепловыделением и это тепло отводится с газообразными мономерами, циркулирующими в системе полимеризатор – охлаждаемый водой теплообменник (по аналогии с газофазной полимеризацией бутадиена). Непрореагировавшие мономеры после соответствующей очистки возвращаются в процесс сополимеризации.

СКЭПТ газофазной полимеризации поставляется в свободно текучей гранулированной форме со средним размером частиц от 0,6 до 0,8 мм и не пылит при транспортировке и дозировании. Каучук содержит до 25 мас.ч. технического углерода (например, GPF № 650), который специфически взаимодействуя с полимером обволакивает его гранулы и эффективно предотвращает их слипание. Это обеспечивает длительное сохранение материалом свободно текучего состояния, что существенно облегчает дозирование каучука в процессах его переработки. Кроме того, часть наполнителя, адсорбированная на поверхности частиц, оказывается уже смоченной каучуком, поэтому затраты энергии на приготовление смесей такого каучука примерно на 5% меньше, чем при использовании каучуков растворной полимеризации (в виде брикетов).

При получении СКЭПТ путем изменения состава и структуры металлоцена можно в широких пределах регулировать значения констант сополимеризации и получать сополимеры с различным распределением мономерных звеньев в полимерной цепи. Поэтому новая газофазная технология на нанесенных металлоценовых катализаторах позволяет синтезировать статистические, чередующиеся и блочные этилен-пропиленовые каучуки с узким композиционным составом и широким диапазоном молекулярных масс. Это создает возможности выпуска каучуков различных типов и назначения.

В отличие от сополимеров, образующихся при использовании катализаторов Циглера-Натта, сополимеры, полученные с металлоценовыми катализаторами, не содержат низкомолекулярных обогащенных сомономером фракций.

В промышленности широко используются высокооэффективные двухстадийные процессы получения гетерофазных сополимеров на основе изотактического полипропилена (первая стадия) и этилен-пропиленовых сополимеров (вторая стадия). Регулируя долю, состав сополимера, можно получать термопластичные материалы с повышенной эластичностью и ударной прочностью.