Двухцентровые катализаторы на основе графена для получения самоупрочняющихся реакторных смесей полиэтилена, содержащих нанопластинки СВМПЭ и нанонити СВМПЭ типа «шиш-кебаб», формирующиеся in situ

Каталитическая полимеризация этилена на двухцентровых катализаторах, нанесённых на функционализированный графен, обеспечивает формирование наноструктур в реакторных смесях полиэтилена за счёт образования in situ равномерно диспергированных нанопластинок сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) и ориентированных нанонитей СВМПЭ типа «шиш-кебаб». Для регулирования бимодальных распределений молярной массы хинолилсилилциклопентадиенильный комплекс хрома(III) (Cr-1), образующий СВМПЭ с M_w > 3 × 10^6 г·моль^−1, комбинируют с бисиминопиридиновыми комплексами хрома(III) (CrBIP), образующими полиэтиленовый (ПЭ) воск (2 × 10^3 г·моль^−1), или железа(II) (FeBIP), образующими ПЭ с M_w = 2,0 × 10^5 г·моль^−1. Таким образом, мольные отношения FeBIP/Cr-1 и CrBIP/Cr-1 регулируют массовое соотношение ПЭ/СВМПЭ, не влияя на среднюю молярную массу отдельных фракций ПЭ. В отличие от обычных реакторных смесей СВМПЭ/ПЭ, содержание СВМПЭ можно существенно увеличить — до 17 мас.% — без ухудшения переработки расплава. В случае FeBIP/Cr-1, нанесённого на графен, анализы методом СЭМ и ПЭМ показывают, что нанопластинки СВМПЭ формируются в процессе полимеризации. Это связывают с опосредованным графеном мезоскопическим воспроизведением формы. При литье под давлением нанопластинки СВМПЭ превращаются в ориентированные нанонити СВМПЭ типа «шиш-кебаб», обеспечивая эффективное упрочнение полиэтиленовой матрицы.