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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Espeleta, Alexandre de Freitas
Título: Tetracloreto de Titânio Suportado em Dióxido de Titânio Quimicamente Reduzido como Catalisador de Ziegler-Natta
Ano: 1995
Orientador: Prof. Dr. Ulf Friedrich Schuchardt
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: --
Resumo: Tetracloreto de Titânio (TiCI4) foi heterogeneizado sobre dióxido de titânio quimicamente reduzido (TiO2 red) com n-butil-lítio (BuLi). O catalisador de Ziegler-Natta assim obtido foi testado na polimerização de propeno. Estudos das variáveis de síntese do sistema mostraram que propriedades catalíticas como atividade e seletividade para polipropileno (PP) isotático, bem como as concentrações de cloreto de titânio e Ti(III) no catalisador, são funções determinadas basicamente pelo grau de redução do TiO2 red empregado na síntese. Mudanças de cor ocorridas durante a síntese do catalisador permitem uma previsão qualitativa sobre qual será seu desempenho, e mostram que a interação do TiCI4 com o TiO2 red resulta na formação de b- TiCI3. A redução do TiO2 provocada pela ação do BuLi foi determinada pela quantidade de Fe(II) formada na oxidação quantitativa do TiO2 red com uma solução padrão de Fe(III). O grau máximo de redução atingido pelo óxido corresponde a aproximadamente 1300 mmol Ti(lII)/g TiO2. A quantidade de cloreto de titânio heterogeneizada no catalisador foi determinada por três métodos analíticos e mostrou-se diretamente proporcional ao grau de redução do TiO2 red. A quantidade máxima de TiCl4 heterogeneizada foi 1400 mmol/g de catalisador. A análise da concentração de Ti(III) no catalisador mostrou que, quando se utiliza TiO2 com baixo grau de redução em sua síntese, a redução do TiCl4 heterogeneizado a TiCI3 é quase quantitativa. Essa redução torna-se menos eficiente com o aumento no grau de redução do TiO2 empregado, e é acompanhada por queda na atividade catalítica. A utilização de 1,5 mmol de BuLi/g de TiO2 na síntese do catalisador proporcionou as melhores propriedades catalíticas e estereosseletivas. Nessas condições o catalisador possui 500 mmol Ti(III)/g, 600 mmol TiCI4/g e atividade de 20 kg PP/mol Ti h bar. O índice de isotaticidade do PP foi 78% para o polímero bruto e 96% para a fração de PP insolúvel em n-heptano em ebulição.
Abstract: Titanium(IV) chloride (TiCI4) was heterogenized on titanium dioxide (TiO2 red) chemically reduced with n-butyllithium (n-BuLi). The so obtained Ziegler-Natta catalyst was used for propylene polymerization. Variation of the different parameters involved in the catalyst synthesis showed that the Ti(III) chloride concentration of the catalyst as well as the catalytic properties, as activity and selectivity for isotactic polypropylene (PP), are a function of the reduction degree of TiO2 red. Color changes during the catalyst synthesis allow a qualitative prediction about its achievement and show that the interaction between TiCI4 and TiO2 red results in the formation of b-TiCl3. The reduction degree of the support caused by BuLi was determined by titration of the Fe(II), formed in the quantitative oxidation of TiO2 red, with a standard Fe(III) solution. The maximum reduction degree of TiO2 red is about 1300 mmol Ti(III)/g TiO2. The amount of heterogenized TiCl4 on the catalyst was determined by three analytic methods. It was found to be direct proportional to the reduction degree of TiO2 red. The maximum amount of heterogenized TiCI4 is 1400 mmol/g catalyst. Analysis of Ti(IlI) concentration in the catalyst showed that the reduction of heterogenized TiCl4 to TiCI3 is nearly quantitative when TiO2 with a low reduction degree is used in the catalyst synthesis. With higher reduction degrees of the employed TiO2 this reduction is Iess efficient. Best catalytic and stereoselectivity properties of the synthesized catalyst were found when 1.5 mmol BuLi/g TiO2 is used. Under these conditions, the catalyst is characterized by 500 mmol Ti(lII)/g, 600 mmol TiCI4/g and a polymerization activity of 20 kg PP/mol Ti h bar. The isotacticity index of the obtained PP was 78% for the raw polymer and 96% for the insoluble part after extraction with boiling n-heptane.
Arquivo (Texto Completo): vtls000093323.pdf ( tamanho: 907KB )

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