Çözücü içermeyen gaz faz etilen polimerizasyonu: Yeni bir reaktör çalışması - Geçim, Gözde
Plastik endüstrisinin en önemli malzemelerinden olan polietilen molekül ağırlığı, yoğunluk ve kristalinite derecesine göre sınıflandırılmaktadır. Ultra-yüksek molekül ağırlıklı polietilen (UHMWPE) ise mükemmel malzeme özellikleri ve stratejik kullanım alanları ile endüstride ilgi çeken önemli bir polietilendir. Ancak literatür incelendiğinde, UHMWPE çalışmalarının genellikle katalizör geliştirme üzerine yoğunlaştığı görülmektedir. Çamur ve gaz faz prosesleri ile üretilen polietilenler olmasına rağmen, ısı transferi probleminden dolayı yalnızca çamur faz prosesi ile UHMWPE üretimi gerçekleştirilmektedir. Bu nedenle çamur faz prosesindeki gazdan sıvıya ve sıvıdan katıya gerçekleşen kütle transferi yüksek molekül ağırlıklı polietilen üretiminde sınırlayıcı faktör olmaktadır. Bu çalışmanın temel hedefi UHMWPE üretimi için gaz faz prosesinin gerçekleştirilebilirliğini incelemek, etilen polimerizasyonunu etkileyen parametreleri ve optimum çalışma koşullarını belirlemek, yüksek molekül ağırlıklı polietileni gaz fazında sürekli akış reaktöründe üretebilmek için gerekli bilgileri elde etmektir. Taguchi metodu, gaz faz etilen polimerizasyonunun optimizasyonu için yarı-kesikli mini reaktör sistemi ile birlikte kullanılmıştır. Sıcaklık, basınç, kokatalizör/katalizör oranı ve polimerizasyon süresi deney parametreleri olarak belirlenmiştir. Taguchi'nin "daha büyük daha iyi" yaklaşımına göre yapılan optimizasyon çalışmasında parametrelerin sonuçlar üzerindeki etkileri incelenmiştir. Gaz faz prosesinde UHMWPE üretiminin mümkün olduğu gösterilmiştir. Bununla birlikte molekül ağırlığı üzerinde bütün parametrelerin etkisinin yüksek olduğu bulunmuştur. En etkili parametre monomer basıncı olarak belirlenirken, sıcaklık ve TEA/Ti oranı artışının belirli optimum değerlere kadar molekül ağırlığını arttırdığı, polimerizasyon süresinin artışı molekül ağırlığında azalmaya neden olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada kullanılan yarı-kesikli mini reaktör sistemi, gaz faz prosesinin sürekli fazda gerçekleştirilebilmesi için önemli çıktıların elde edildiği bir ön çalışma olarak geliştirilmiştir ve 6.89 milyon g/mol değerinde molekül ağırlığına sahip polietilen üretilmiştir.