α,ω-diene-functionalized polyethene prepared with metallocene catalyst

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.author Pietikäinen, Pirjo
dc.date.accessioned 2012-02-24T08:36:50Z
dc.date.available 2012-02-24T08:36:50Z
dc.date.issued 2007-10-12
dc.identifier.isbn 978-951-22-8956-1
dc.identifier.issn 1795-4584
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/2916
dc.description.abstract Ethene was copolymerized with linear nonconjugated dienes (1,5-hexadiene (HD), 1,7-octadiene (OD), 7-methyl-1,6-octadiene (MOD)) using homogeneous metallocene catalysts (cyclopentadienylzirconium dichloride, Cp2ZrCl2; rac-ethylenebis(indenyl)zirconium dichloride, Et[Ind]2ZrCl2; bis(n-butylcyclopentadienyl)zirconium dichloride, (n-BuCp)2ZrCl2; rac-ethylenebis(indenyl)hafnium dichloride, Et[Ind]2HfCl2). The cocatalyst was methylaluminoxane (MAO). A wide variety of structures can be formed in the copolymerization of ethene and linear non-conjugated dienes. Whether the diene is incorporated in polyethene chain as branches or cyclic structures is determined by the choice of diene, metallocene catalyst, and polymerization conditions. HD is easily cyclized, forming 1,3-cyclopentane rings in the polyethene chain, MOD has a methyl group that prevents its cyclization, and the ability of OD to cyclize depends on the catalyst. In addition, it is important to be able to control the crosslinking, which is effectively diminished by increasing the polymerization temperature. Polyethenes with modified rheologies can be produced by incorporating long-chain branching (LCB). LCB is desired in metallocene-catalyzed polyethene to enhance processability. The ability of metallocenes to induce LCB in situ in ethene polymerization was exploited. Since the formation of LCB is favored by the presence of vinyl groups, copolymerizations with diene offer a useful approach to the formation of LCB. Reasonable amounts of LCB were formed in copolymers of ethene with both HD and OD. Ethene/diene copolymers were post-polymerization functionalized to reactive silane functional polyethenes (PE-co-SiX, X=Cl, OEt, Ph). These functional polyethenes were able to interact with filler and transfer part of the filler to the rubbery phase of heterophasic polypropene. Significant improvement was thereby achieved in the toughness as compared with unfilled hPP, both below the Tg of PP and at ambient temperature. en
dc.description.abstract Eteeniä ja lineaarisia, konjugoimattomia α–ω-dieenejä kopolymerointiin käyttäen metalloseenikatalyyttejä. Tutkimuksen dieenit olivat 1,5-heksadieeni (HD), 1,7-oktadieeni (OD) ja 7-metyyli-1,6-oktadieeni (MOD). Käytetyt homogeeniset metalloseenikatalyytit olivat syklopentadienyylizirkoniumdikloridi (Cp2ZrCl2), rac-etyylibisindenyylizirkoniumdikloridi (Et[Ind]2ZrCl2), bis-n-butyylisyklopentadienyylizirkonium-dikloridi (n-BuCp)2ZrCl2) ja, rac-etyylibisindenyylihafniumdikloridi (Et[Ind]2HfCl2). Metyylialuminoksaani (MAO) oli kokatalyyttinä kaikissa kopolymeroinneissa. Dieenit voivat polymeroitua polyeteeniketjuun muodostaen monenlaisia rakenteita. 1,2-additio tuottaa lyhyitä haaroja, joiden pituus riippuu dieenistä. 1,2-addition jälkeen voi seurata myös renkaanmuodostusreaktio, johon dieenin reagoimaton kaksoissidos osallistuu. Renkaanmuodostuminen tapahtuu todennäköisimmin kun dieenin pituuden ollessa 6-8 hiiliatomia. Dieenin toisen kaksoissidoksen suojaaminen esimerkiksi metyyliryhmällä estää sekä renkaanmuodostusreaktion, että polymeerin ristisilloittumisen polymerointireaktion aikana. Lyhyiden haarojen lisäksi metalloseenikatalysoituun polyeteeniin on mahdollista saada myös pitkiä haaroja, jotka parantavat polymeerin työstettävyyttä. Edellytys pitkäketjuhaarautumien muodostumiselle on se että polyeteenissä on riittävästi vinyylisidoksia, joita saadaan polyeteeniin kopolymeroimalla siihen dieenejä. Sekä HD- että OD-komonomeeri muodosti kopolymeeriin merkittäviä määriä pitkäketjuhaaraumia. Eteni/dieeni-kopolymeeriin muodostuvia kaksoissidoksia voidaan käyttää hyväksi kopolymeerin funktionalisoinnissa. Tässä työssä eteeni/OD kopolymeerin vinyylisidoksia epoksoitiin tai hyrsosilyloitiin. Tutkituissa heterofaasisen polypropeenin ja mikrosilikan seoksissa (hPP/µSi) silyloidut polyeteenit (PE-co-SiX (X=Cl, OEt, Ph)) siirsivät osan täyteaineesta polypropeenin kumifaasiin. Näin murtumismekanismi muuttui ja polypropeenin iskulujuutta saatiin parannettua niin PP:n lasiutumislämpötilan ala- kuin yläpuolellakin. Lisäksi hPP:n lujuus säilyi toisin kuin aikaisempia PE-pohjaisia kompatibilisaattoreita käytettäessä. fi
dc.format.extent 72, [64]
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Helsinki University of Technology en
dc.publisher Teknillinen korkeakoulu fi
dc.relation.ispartofseries TKK dissertations en
dc.relation.ispartofseries 86 en
dc.relation.haspart Pietikäinen, P., Väänänen, T., and Seppälä, J.V., Copolymerization of Ethylene and Non-conjugated Dienes with Cp<sub>2</sub>ZrCl<sub>2</sub>/MAO Catalyst System, European Polymer Journal 35 (1999) 1047-1055. [article1.pdf] © 1999 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspart Pietikäinen, P., Seppälä, J.V., Ahjopalo, L., and Pietilä, L.-O., Copolymerization of Ethylene and Non-conjugated Dienes with Cp<sub>2</sub>ZrCl<sub>2</sub>/MAO Catalyst System: Effect of Polymerization Temperature on the Copolymer Structure, European Polymer Journal 36 (2000) 183-192. [article2.pdf] © 2000 Elsevier Science. By permission.
dc.relation.haspart Pietikäinen, P., Starck, P., and Seppälä, J.V., Characterization of Comonomer Distributions in Ethylene/Diene Copolymers by 13C-NMR, and Using the Segregation Fractionation Technique by DSC and DMTA, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 37 (1999) 2379-2389.
dc.relation.haspart Pietikäinen, P., Malmberg, A., Löfgren, B., and Seppälä, J., Studies on Properties of Metallocene Catalysed Copolymers of Ethylene and Linear, Non-conjugated Dienes, in Kaminsky, W. (ed.), Metalorganic Catalysts for Synthesis and Polymerization: Recent Results by Ziegler-Natta and Metallocene Investigations, Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1999, pp. 502-508.
dc.relation.haspart Kokko, E., Pietikäinen, P., Koivunen, J., and Seppälä, J.V., Long-Chain-Branched Polyethene by the Copolymerization of Ethene and Nonconjugated α,ω-Dienes, Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry 39 (2001) 3805-3817.
dc.relation.haspart Lipponen, S., Pietikäinen, P., Vainio, U., Serimaa, R., and Seppälä, J., Silane Functionalized Ethylene/Diene Copolymer Modifiers in Composites of Heterophasic Polypropylene and Microsilica, Polymers and Polymer Composites 15 (2007) 343-355. [article6.pdf] © 2007 Smithers Rapra Technology. By permission.
dc.subject.other Chemistry en
dc.title α,ω-diene-functionalized polyethene prepared with metallocene catalyst en
dc.title Metalloseenikatalyysillä valmistettu α,ω-dieeneillä funktionalisoitu polyeteeni fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.description.version reviewed en
dc.contributor.department Department of Chemical Technology en
dc.contributor.department Kemian tekniikan osasto fi
dc.subject.keyword polyethene en
dc.subject.keyword linear nonconjugated diene en
dc.subject.keyword metallocene en
dc.subject.keyword functionalization en
dc.subject.keyword polyeteeni fi
dc.subject.keyword lineaarinen konjugoimaton α–ω-dieeni fi
dc.subject.keyword metalloseeni fi
dc.subject.keyword funktionalisointi fi
dc.identifier.urn urn:nbn:fi:tkk-010442
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.contributor.lab Laboratory of Polymer Technology en
dc.contributor.lab Polymeeriteknologian laboratorio fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse