Degradation of polyolefins at moderate temperatures employing a aluminum-titanium catalyst system

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K05581
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Grause Guido 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (60570017)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ポリエチレン / チタニウム / ジルコニウム / 熱分解 / チーグラー・ナッタ触媒

Outline of Annual Research Achievements

Ziegler-Nattaシステムがポリエチレン　(PE)　に及ぼす影響についての追加の知識は、Pyro-MSを使用することによって深くなりました。 追加実験は石英ガラス実験装置で行った。より高温での水および失活に対するこの系の感度はジルコニウムまたはハフニウムのような金属を含むより適切な触媒系を探す必要がある。
Pyro-MSにとってポリエチレンと酸化アルミナの混合物を1mgサンプルホルダーにいれ、Pyro炉に内部にセットした。He流入状態でオートショットサンプラー上部のセプタムよりシリンジを用いて触媒溶液20μlをオートショットサンプラー内に注入し、それと同時に実験を開始した。アルカンである目立つ43、57のピークおよびオレフィンである目立つ41、55のピークが実験結果のスペクトルデータより見られるので、生成物の中にアルカンおよびオレフィンが含まれていることが分かる。一方、ジエンである目立つ53のピークおよび芳香族炭化水素である目立つ78のピークはほぼ見られないためジエンおよび芳香族炭化水素はほとんど生成されていないことが確認できた。
実験装置にとって電気炉が設定した温度に達した後、ゴム栓についたシリンジを通じて試料ホルダー内に触媒を加え、100℃にトルエンを気化してから、サンプルホルダーを反応温度の部分に移動させて、30分反応させた。450℃には液体生成物が42％と大きい割合を占めている。GCによりひとつのCなんばーに4つのピークが存在していることが確認できる。1つ目、3つ目、4つ目のピークがオレフィン、２つ目のピークがアルカンであることが分かった。ガス生成物が2％と大きい割合を占めている。エチレン、プロピレン、プロパン、ブタン、ブチレンがほぼ同じ割合存在する。一方ブチンはほとんど観察できない。