Hlavní činnost je zaměřena na homopolymeraci propylenu, jeho kopolymeraci (statistickou a blokovou) s jinými 1-alkeny, jak v uhlovodíkové suspenzi, tak i v kapalném propylenu a z plynné fáze. Jsou k dispozici unikátní počítačem ovládané reaktory s napojením na plynový chromatograf a systémy sběru a zpracování dat. Citlivé dávkovací průtokoměry umožňují dávkovat propylen, komonomer a vodík a zajišťují tak jejich konstantní koncentrace v průběhu polymerace. Dva reaktory jsou vybaveny statickým senzorem a umožňují monitorování polymerního prášku statickým nábojem.
Syntetizované polymery pak mohou být dále studovány z hlediska jejich struktury a fyzikálně-mechanických vlastností. Je možno měřit následující parametry:
- index toku taveniny, množství rozpustných frakcí, extrahovatelné frakce, hustotu, distribuci velikostí částic, sypnou hmotnost, morfologii, porozitu a sypné vlastnosti částic polymeru
- strukturní charakteristiky pomocí DSC, 1H-, 13C-NMR a pulsního 1H-NMR, GPC, FTIR, SSA/DSC, SIS/DSC, TREF, VOC apod.
- pevnost v tahu, houževnatost, tuhost, odolnost proti tepelnému namáhání, tvrdost
Příklady výzkumných činností:
- hodnocení struktury a vlastností materiálů na bázi polypropylenu
- zkoumání vlivu určitých nečistot v surovinách na kinetiku polymeračního procesu a vlastnosti výsledného polymeru
- hodnocení kvality polymeračních katalyzátorů a polymeračních surovin
- čištění surovin na úroveň polymerační čistoty (až na hladinu pod 10 ppb kritických nečistot)
- vývoj katalytických systémů na bázi komerčních katalyzátorů pro příslušný polymerační proces
- kooperace s hlavními světovými výrobci katalyzátorů polymerace olefinů
- teoretické studie kinetiky polymerace včetně stanovení koncentrace aktivních center
- vývoj nových nebo modifikovaných typů polypropylenu (homopolymery, blokové a statistické kopolymery)
- monitorování a řízení statického náboje polymeru v průběhu polymerace
Software Homopolymerační model
V oddělení Technologie polypropylenu byl v rámci programu výzkumu a vývoje TIP Ministerstva průmyslu a obchodu České republiky v projektu FR-TI1/140 nazvaném "Příprava nových typů polypropylenu na základě reaktorového modelování polymeračního procesu" vytvořen nový software nazvaný "Homopolymerační model". Tento software umožňuje modelování laboratorního dvoukrokového homopolymeračního procesu a vlastností výsledných homopolymerů. Jak je znázorněno v okně tohoto software na přiloženém obrázku, software "Homopolymerační model" na základě vstupních dat (polymerační teplota v obou polymeračních krocích, koncentrace vodíku v obou polymeračních krocích, časová délka obou polymeračních kroků) poskytuje následující výsledky:
kinetický průběh a odpovídající výtěžky polymerace,
křivky distribuce molekulových hmotností (DMH) polymerů z jednotlivých polymeračních kroků i výsledného směsného polymeru,
hodnoty molekulových hmotností Mn, Mw, Mz a šířku distribuce Mw/Mn homopolymerů z jednotlivých polymeračních kroků i výsledného směsného polymeru,
index toku polymeru z jednotlivých polymeračních kroků i index toku výsledného směsného polymeru.
Zájemci o používání tohoto software se mohou obrátit na tuto kontaktní osobu:
Mgr. Jan Grůza, Ph.D.
Email:
Jan.Gruza@orlenpolymer.cz
Stopped-flow aparatura pro polymeraci 1-alkenu
V oddělení Technologie polypropylenu byla zkonstruována unikátní vysokotlaká Stopped-Flow aparatura pro polymeraci 1-alkenů umožňující syntézu speciálních typů kopolymerů jako polypropen-blok-poly(propen-co-ethen). Suspenze katalyzátoru v kapalném propenu proudí do skleněného kapilárního reaktoru, na jehož začátku je katalyzátor aktivován triethylhliníkem. Skleněný kapilární reaktor je tvořen dvěma zónami, kde v první zóně probíhá homopolymerace propenu a v druhé kopolymerace propenu s ethenem. Doba homopolymerace i kopolymerace je definována délkou skleněné kapiláry a průtokem suspenze katalyzátoru a je volena v řádu desetin sekundy tak, aby byla kratší než průměrná doba růstu polymerního řetězce. Aparatura umožňuje syntetizovat a analyzovat polymer vznikající ve velmi krátkém čase po aktivaci katalyzátoru a tím poskytuje informaci o počátcích polymerace, které není možné získat při polymeraci v běžných reaktorech. Aparatura je konstruována pro syntézu blokových kopolymeru v množství dostačujícím pro cílenou modifikaci sekvenčních kopolymerů získávaných průmyslovou dvou-reaktorovou syntézou.
