Kinetics of the polymerization of ethylene with a ziegler-natta catalyst. I. Principal kinetic features

• Published in: Die Makromolekulare Chemie 1965-04, Vol.83 (1), p.80-99
• Main Authors: Berger, M. N., Grieveson, B. M.
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0025-116X; 0025-116X
• DOI: 10.1002/macp.1965.020830107

The kinetics of the polymerization of ethylene was studied in an apparatus which is described. A stable catalyst combination [Al(C2H5)2Cl/γ‐TiCl3] which does not change during the polymerization was used. Conditions are defined under which the reaction is (a) independent of mass transfer rate (b) controlled by mass transfer. After an initial period, the polymerization proceeds at constant rate until the slurry is too thick to stir adequately. The catalyst is neither occluded nor deactivated so that unlimited quantities of polymer can be made from a given amount. When the reaction is not controlled by mass transfer, the rate is linearly dependent on monomer and TiCl3 concentration and is independent of Al(C2H5)2Cl. Hydrogen reduces the rate of the polymerization at a constant partial pressure of ethylene. Die Kinetik der Äthylenpolymerisation in einer speziellen Apparatur wurde untersucht. Eine stabile Katalysator‐Kombination (Al(C2H5)2Cl/γ‐TiCl3), die während der Polymerisation keine Änderung erfährt, wurde angewendet. Es werden Bedingungen beschrieben, unter denen die Reaktion (a) unabhängig, (b) abhängig von der Monomer‐Übertragungsgeschwindigkeit ist. Nach einer Anlaufperiode verläuft die Polymerisation mit konstanter Geschwindigkeit, bis das Reaktionsgemisch nicht mehr ausreichend gerührt werden kann. Der Katalysator wird weder okkludiert noch desaktiviert, so daß unbegrenzte Polymermengen mit einer bestimmten Katalysatorkonzentration hergestellt werden können. Sofern die Reaktion nicht durch den Monomer‐Transport bestimmt wird, ist die Geschwindigkeit linear von Monomer‐ und TiCl3‐Konzentration abhängig und unabhängig von der Al(C2H5)2Cl‐Konzentration. Wasserstoff setzt bei konstantem Äthylendruck die Polymerisationsgeschwindigkeit herab.