Polímeros: Ciência e Tecnologia
https://www.revistapolimeros.org.br/article/doi/0.1590/S0104-14282003000400007
Polímeros: Ciência e Tecnologia
Scientific & Technical Article

Estudo da Polimerização de 1,3-Butadieno com Sistemas Catalíticos à Base de Neodímio

Study of 1,3-Butadiene Polymerization by Catalyst Systems Based on Neodymium

Fraga, Luciana A.; Tavares, Maria Inês B.; Coutinho, Fernanda M. B.; Costa, Marcos A. S.; Maria, Luiz C. Santa

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Resumo

Foi estudado um processo de polimerização de butadieno, em escala de laboratório, para obtenção de polibutadieno com alto teor de unidades repetitivas 1,4-cis, utilizando-se o sistema catalítico do tipo Ziegler-Natta constituído por versatato de neodímio (Nd), cloreto de tert-butila (Cl) e um composto organoalumínio (Al). Foi estudada a influência do tipo de organoalumínio, da razão molar Al/Nd e Cl/Nd sobre a atividade catalítica do sistema, peso molecular, polidispersão e microestrutura do polibutadieno obtido (teor de unidades 1,4-cis). Os polímeros foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e cromatografia por exclusão de tamanho. Foi obtido um polímero com até 99,8% de unidades 1,4-cis. O peso molecular Mw variou de 1,4 a 9,7 x 105 e a atividade catalítica máxima foi conseguida quando se empregou triisobutilalumínio (TIBA) como cocatalisador.

Palavras-chave

Polibutadieno alto-cis, catalisador Ziegler-Natta de três componentes à base de neodímio, polimerização de 1,3-butadieno.

Abstract

In this work a laboratory scale process was studied for the production of polybutadiene with high content of cis-1,4 repeating units utilizing a three-component Ziegler-Natta catalyst system of neodymium versatate (Nd)/tert-butyl chloride (Cl)/aluminum alkyl compound (Al) in n-hexane. The influence of the aluminium alkyl type, Al/Nd and Cl/Nd molar ratios on the catalyst activity, polybutadiene molecular weight characteristics and polybutadiene microstructure (cis 1,4 content) was studied. The polymers were characterized by infrared spectroscopy and size exclusion chromatography. A polymer with 99.8% of 1,4-cis units was produced. The molecular weight varied from 1.4 to 9.7 x 105, and maximum catalyst activity was achieved when triisobutylaluminium (TIBA) was used as cocatalyst.

Keywords

High cis-1,4 polybutadiene, 1,3-butadiene polymerization, three-component neodymium catalyst system

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