Ushbu tadqiqot gaz fazasida polietilen ishlab chiqarishda qo‘llaniladigan mavhum qavatli reaktorlarda Ziegler-Natta katalizatori hamda triethylaluminium, qisqacha TEAL sokatalizatori elektrostatik zaryad to‘planishi va reaktor devoridagi zarracha ifloslanishini qanday o‘zgartirishini o‘rganadi. Tadqiqotchilar faol Ziegler-Natta katalizatorini, silikagelga yotqizilgan TEALni va ushbu ikki kukunning turli ketma-ketliklarda tayyorlangan aralashmalarini chiziqli past zichlikdagi polietilen zarrachalari bo‘lgan tajriba miqyosidagi mavhum qavatga pnevmatik usulda kiritgan.

Eng yaqqol natija shuki, taxminan 120 ppm darajadagi 0,1 gramm faol Ziegler-Natta katalizatori polietilen qavatning sof musbat zaryadini nolga yaqin qiymatlarga tushirgan va devorning umumiy ifloslanishini asosiy polietilen tajribasiga nisbatan taxminan 73 foizga kamaytirgan. Bunga qarama-qarshi ravishda, taxminan 361 ppm TEAL kiritilishi o‘rganilgan sharoitlarda zaryad va ifloslanishda o‘lchash mumkin bo‘lgan darajada yaxshilanish yaratmagan. Ziegler-Natta katalizatori TEAL bilan reaksiyaga kirishib alkillanganda sirt kislotaliligi kamaygan va aralashmaning xatti-harakati sof katalizatordan ko‘ra TEAL xatti-harakatiga yaqinlashgan.

Natijalar katalizator faqat polimerlanish tezligiga emas, balki sirt kimyosi orqali zarrachalar o‘rtasidagi elektron ko‘chishiga, zaryad qutblanishiga va devorga yopishishga ham ta’sir qilishi mumkinligini ko‘rsatadi. Biroq tajribalar atmosfera bosimida, xona haroratida, azot gazi bilan va haqiqiy polimerlanish reaksiyasisiz o‘tkazilgan. Shu sababli natijalar sanoat reaktorlarida qatlam hosil bo‘lishi yoki “sheeting” hodisasi oldi olinganini bevosita isbotlamaydi; ular katalizator sirt kimyosi elektrostatik xatti-harakatni belgilovchi muhim o‘zgaruvchi ekanini ko‘rsatadi.

Tadqiqot qaysi sanoat muammosiga qaratilgan?

Gaz-qattiq modda mavhum qavatlari qattiq zarrachalar pastdan beriladigan gaz bilan harakatlantirilib, suyuqlikka o‘xshash tarzda aralashadigan texnologik tizimlardir. Yuqori aralashish samaradorligi va yaxshi issiqlik uzatishi tufayli ular quritish, dori ishlab chiqarish, neft-kimyo va poliolefin ishlab chiqarish kabi ko‘plab sohalarda qo‘llaniladi.

Gaz fazasida polietilen ishlab chiqarishda etilen gazi katalizatorning faol markazlarida polimerlanib, qattiq polietilen zarrachalariga aylanadi. Sanoat reaktorlari taxminan 70–110 °C haroratda va 3.000 kPa gacha yetadigan bosimlarda ishlashi mumkin. Reaktor ichidagi polietilen, katalizator va devor sirtlari uzluksiz to‘qnashgani sababli zarrachalarda elektrostatik zaryad to‘planishi mumkin.

Zaryadlangan zarrachalarning reaktor devoriga yopishishi issiqlik uzatilishini susaytirishi mumkin. Polimerlanish ekzotermik bo‘lgani uchun yetarli issiqlik olib chiqilmasa, devordagi polimer qatlami yumshashi yoki erishi mumkin. “Sheeting” deb ataladigan ushbu qatlamlar uzilib, taqsimlovchi plastina, mahsulot chiqarish liniyasi yoki reaktor kirishini to‘sib qo‘yishi mumkin. Natijada rejalashtirilmagan to‘xtash, texnik xizmat zarurati, ishlab chiqarish yo‘qotilishi va texnologik xavfsizlik muammolari yuzaga kelishi mumkin.

Triboelektrik zaryadlanish qanday yuzaga keladi?

Triboelektrlanish — ikki sirt tegib, keyin ajralganda elektr zaryadining bir sirtdan ikkinchisiga o‘tishidir. Mavhum qavatda bu hodisa zarracha-zarracha va zarracha-devor to‘qnashuvlari paytida sodir bo‘ladi.

Tadqiqotda baholangan ehtimoliy zaryad ko‘chish yo‘llari quyidagilardir:

• Elektron ko‘chishi: Agar ikki materialning samarali ish funksiyalari turlicha bo‘lsa, elektronlar kontakt sohasidagi energiya to‘sig‘idan o‘tib, bir sirtdan ikkinchisiga ko‘chishi mumkin.
• Ion ko‘chishi: Agar sirtda bo‘sh bog‘langan harakatchan ionlar bo‘lsa, ular tegish paytida ajralib, boshqa sirtga o‘tishi mumkin.
• Material ko‘chishi: To‘qnashuvlar sirt qismlari yoki aralashmalarning uzilib, qarshi sirtga ko‘chishiga sabab bo‘lishi mumkin.
• Elektrostatik induksiya: Zaryadlangan qavat zarrachalari metall devorda qarama-qarshi ishorali zaryad taqsimotini hosil qilib, zarrachalarning devorga tortilishiga ta’sir qilishi mumkin.

Tadqiqotchilar o‘rganilgan Ziegler-Natta va silikagelga tayangan TEAL kukunlarining asosan ion bo‘lmagan tuzilishi sababli elektron ko‘chishini asosiy mexanizm deb baholagan. Shu bilan birga, SEM tasvirlarida katalizator zarrachalarining polietilen sirtiga jismonan yopishgani ko‘rilgan, shuning uchun material ko‘chishi ham umumiy xatti-harakatga hissa qo‘shishi mumkinligi qayd etilgan.

Katalizatorning sirt kislotaliligi nima uchun muhim?

Sirtning Lewis kislotaliligi uning elektron juftini qabul qilish moyilligini bildiradi. Elektron qabul qilish moyilligi yuqori sirtlar kontakt elektrlanishi paytida manfiy zaryad olishga moyil bo‘lishi mumkin. Tadqiqotda ishlatilgan Ziegler-Natta katalizatori bir nechta kislotali tarkibiy qismni o‘z ichiga oladi:

Tajriba natijalaridan chiqarilgan umumiy kislotalilik tartibi quyidagicha:

\[ ext{Faol ZN katalizatori} > ext{Alkillangan ZN katalizatori} approx ext{Silikagelga tayangan TEAL} \]

Bu tartib pnevmatik tashish va mavhumlashtirish tajribalarida o‘lchangan elektrostatik xatti-harakatga umuman mos keladi.

Tajriba qurilmasi qanday tashkil etilgan?

Tajriba tizimi zanglamaydigan po‘latdan yasalgan pnevmatik tashish liniyasi va atmosfera sharoitidagi gaz-qattiq modda mavhumlashtirish kolonnasidan iborat bo‘lgan. Faol katalizatorlar namlik va kislorod bilan tegishganda faolsizlanishi mumkinligi sababli, kukun uzatgich nisbiy namligi 0–1 foiz bo‘lgan azot bilan to‘ldirilgan qo‘lqopli quti ichiga joylashtirilgan.

Kukunning zanglamaydigan po‘lat quvurdan o‘tayotganda olgan zaryadi tashish liniyasiga ulangan Keithley 6514 elektrometridan olingan tok signallarini integrallash orqali hisoblangan. Mavhum qavatdagi umumiy zaryadni aniqlash uchun kolonnaning yuqori va pastki qismlarida Faraday idishlari ishlatilgan.

Kolonna chiqishidagi filtr xaltasi ham Faraday qafasi ichiga joylashtirilib, tizimdan olib ketilgan mayda zarrachalarning zaryadi va massasi o‘lchangan. Tajribalar oxirida devorga yopishgan zarrachalar quruq havo oqimi bilan ajratilib, pastki Faraday idishida to‘plangan va ularning zaryadi o‘lchangan.

Devor ifloslanishi qanday tasniflangan?

Ifloslanish taqsimlovchi plastinadan kolonna chiqishigacha uch hududga ajratilgan:

• Pastki devor ifloslanishi: Taqsimlovchi plastina bilan dastlabki statik qavat balandligi orasidagi qism.
• Yuqori devor ifloslanishi: Statik qavat balandligi bilan kengaygan qavat balandligi orasidagi qism.
• Erkin hudud: Kengaygan qavat sirtidan kolonna chiqishigacha bo‘lgan qism.

Tadqiqotda eng muhim massa to‘planishi pastki va yuqori devor hududlarida kuzatilgan. Olib ketilgan mayda zarrachalarning massasi esa barcha sharoitlarda nolga yaqin bo‘lgan. Bu holat kiritilgan kukunlarning katta qismi qavatda qolganini yoki devor qatlamiga qo‘shilganini ko‘rsatadi.

Polietilen smolasining xususiyatlari qanday?

Tajribalarda tijorat maqsadida Ziegler-Natta katalizatori bilan ishlab chiqarilgan chiziqli past zichlikdagi polietilen smolasi ishlatilgan.

Smola har bir tajribadan oldin ionlashtiruvchi tayoq bilan neytrallangan va dastlabki solishtirma zaryadi taxminan −0,050 ± 0,25 nC/g darajasiga keltirilgan. Har bir sharoitda yangi smola partiyasi ishlatilgan.

Qaysi katalizator va sokatalizatorlar o‘rganilgan?

SEM tasvirlarida ZN va TEAL zarrachalarining sirt morfologiyalari turlicha ekani ko‘rilgan. EDX tekshiruvida ZN sirtida Ti, Cl, Si, Mg, O va C; TEAL namunasida esa asosan Si, Al, O va C aniqlangan. Aralashmada Ti, Cl, Si, Al, C, Mg va O birgalikda ko‘rilishi ZN bilan TEAL o‘rtasida kimyoviy o‘zaro ta’sir yoki sirt elementlari almashinuvi yuz bergan bo‘lishi mumkin deb talqin qilingan.

Kislorod o‘lchovlarining bir qismi faol namunalarni tahlildan oldin havo bilan faolsizlantirish paytida yuz bergan oksidlanishdan kelib chiqishi mumkin. Shu sababli EDX natijalari faol katalizator sirtining ish paytidagi kimyoviy holatini mukammal va bevosita o‘lchash hisoblanmaydi.

Qaysi tajriba guruhlari taqqoslangan?

Kukunlar tashish quvurida qanday zaryadlangan?

Barcha katalizator va sokatalizator namunalari zanglamaydigan po‘lat pnevmatik tashish quvuridan chiqishda manfiy sof solishtirma zaryad tashigan. Tashish tajribalarida har bir tarkib to‘rt marta o‘lchangan.

Grafikdan taxminan o‘qilganda, ZN katalizatorining o‘zi taxminan −1.300 nC/g bilan eng yuqori manfiy zaryad kattaligini ko‘rsatgan. TEAL zaryadi taxminan −350 nC/g, oldindan aralashtirilgan ZN va TEAL zaryadi esa taxminan −580 nC/g darajasida bo‘lgan. Ketma-ket kiritishlarda o‘lchangan qiymatlar kiritish tartibiga qarab o‘zgargan.

ZNning kuchliroq manfiy zaryad olishi ikki xususiyat bilan bog‘langan:

• ZN sirtidagi TiCl₄, MgCl₂ va silikagel tarkibiy qismlarining kuchliroq umumiy Lewis kislotaliligi.
• ZN zarrachalarining TEAL zarrachalaridan kichikroq bo‘lishi va massa birligiga ko‘proq kontakt maydoni hosil qilishi.

ZN bilan TEAL oldindan aralashtirilganda zaryad kattaligining ikki sof tarkibiy qism orasida qolishi TEAL titan markazlarini qisman qaytarishi va alkillangan katalizator kislotaliligini kamaytirishi bilan izohlangan.

Faol Ziegler-Natta katalizatori devor ifloslanishini qanday o‘zgartirdi?

Faol ZN katalizatorining qo‘shilishi tadqiqotdagi eng kuchli tajriba ta’sirini yaratgan. Tadqiqotchilar umumiy devor ifloslanishi asosiy polietilen tajribasiga nisbatan taxminan 73 foizga kamayganini bildirgan.

5-rasmdagi grafikdan taxminan:

ZN kiritilishi qavat zarrachalarining sof musbat zaryadini keskin kamaytirib, taxminan neytral zaryad taqsimotiga olib kelgan. Dastlab kuchli musbat bo‘lgan pastki devor qatlami zaryadi ham nolga yaqinlashgan. Kolonnaning ichki sirtini ko‘rsatgan fotosuratlarda faqat polietilen ishlatilgan tajribada zich qoplama ko‘ringan, ZN kiritilgandan keyin esa metall sirtning kattaroq qismi ochiq qolgan.

Bu natijani “Ziegler-Natta katalizatorlari har qanday sharoitda ifloslanishni oshiradi” tarzida umumlashtirib bo‘lmaydi. Tajriba haqiqiy polimerlanishsiz, atmosfera bosimi va xona haroratidagi tizimda o‘tkazilgan. ZNning sanoat reaktorlarida yangi polimer hosil qilishi, uzluksiz kiritilishi hamda yuqori harorat va bosimda ishlashi vaqt o‘tishi bilan boshqacha sof ta’sir yaratishi mumkin.

Nega TEAL xuddi shu darajada samarali bo‘lmadi?

TEAL yolg‘iz qo‘shilganda devor ifloslanishi va zaryad zichligi asosiy polietilen tajribasiga yaqin qolgan. Pastki hududda ifloslanish biroz kamaygan bo‘lsa-da, tadqiqotchilar TEAL sharoiti bilan asosiy holat o‘rtasidagi qavat zaryadi, pastki devor zaryadi va ifloslanish farqlari statistik jihatdan ahamiyatli emasligini bildirgan.

Tadqiqotda bu holat TEAL erkin molekula sifatida kuchli Lewis kislotasi bo‘lsa-da, silikagel sirtiga bog‘langanda alyuminiyning koordinatsion tuzilishi o‘zgarishi bilan izohlangan. Si–O–Al tuzilmalari alyuminiy markaziga elektron berib, sirtning samarali Lewis kislotaliligini kamaytirishi mumkin.

Grafikdan taxminan, TEAL tajribasida:

• Umumiy devor ifloslanishi 12–13 gramm atrofida qolgan.
• Qavatning sof solishtirma zaryadi taxminan +0,32 nC/g bo‘lgan.
• Pastki devor qatlami zaryadi taxminan +165 nC/g darajasida ko‘rinadi.

Bu qiymatlar faqat grafiklardan taxminan o‘qilgan. Tadqiqot barcha natijalar uchun alohida xom ma’lumotlar jadvali yoki p qiymatini taqdim etmaydi.

Nima uchun kiritish tartibi muhim?

ZN avval kiritilganda katalizatorning kuchli sirt kislotaliligi va kichik zarracha o‘lchami dastlabki zarracha-zarracha va zarracha-devor kontaktlarida ustunlik qilgan. Bu sharoitda qavat zaryadi pastroq bo‘lib, umumiy devor ifloslanishi taxminan 6–7 gramm darajasiga tushgan.

TEAL avval kiritilganda esa natijalar TEALning yolg‘iz qo‘llangan tajribasiga ko‘proq o‘xshagan. Umumiy ifloslanish taxminan 12 gramm, qavat zaryadi esa taxminan +0,17 nC/g atrofida qolgan. Tadqiqotchilar tashish quvurida oldingi kiritishdan qolgan TEAL keyin yuborilgan ZN bilan ta’sirlashib, katalizatorni mavhum qavatga kirishidan oldin qisman alkillagan bo‘lishi mumkin deb baholagan.

Oldindan aralashtirilgan ZN va TEAL sharoitida ifloslanish taxminan 15 gramm bilan asosiy holatga yaqin yoki undan biroz yuqori ko‘ringan, qavat zaryadi esa taxminan +0,30 nC/g darajasida qolgan. Bu xatti-harakat ZNning TEAL bilan reaksiyaga kirishgandan so‘ng kislotaliligi kamayishi va sof ZNning manfiy zaryad yo‘nalishidagi ta’siri susayishiga mos keladi.

Kiritish tartibidagi farqlar faqat kimyoviy tarkib emas, balki zarrachalar qachon va qayerda tegishining ham muhimligini ko‘rsatadi. Biroq ketma-ket kiritishlarda ayni tashish liniyasidan foydalanilishi quvur ichidagi qoldiqlarning natijalarga aralashishiga sabab bo‘lgan bo‘lishi mumkin.

Zarracha o‘lchami o‘zgardimi?

Mavhumlashtirishdan keyin qavat massasi va pastki devor qatlamidan olingan namunalar Malvern Mastersizer 2000 bilan tekshirilgan.

Kukun kiritilgandan keyin zarracha o‘lchami taqsimotida sezilarli o‘zgarish kuzatilmagan. Bu natija o‘rganilgan yuklamalarda yirik ko‘lamli aglomeratsiya yoki zarracha sinishi yuz bermaganini ko‘rsatadi. Biroq katalizator miqdori smolaning umumiy massasiga nisbatan juda kam bo‘lgani uchun kichik o‘zgarishlar asbob yoki namuna olish usulining aniqlash chegarasidan pastda qolgan bo‘lishi mumkin.

Pastki devor qatlamidagi zarrachalarning qavat massasidagi zarrachalardan kichikroq bo‘lishi ayni polimer turidagi kichik va katta zarrachalarning bipolyar zaryadlanish xatti-harakatiga mos keladi. Tadqiqotda kichik polietilen zarrachalari ko‘proq manfiy, katta zarrachalar esa ko‘proq musbat zaryadlanishi mumkinligi tushuntiriladi.

SEM tasvirlari qaysi mexanizmni qo‘llab-quvvatladi?

Mavhumlashtirishdan keyin qavat va pastki devor qatlami namunalaridan olingan SEM tasvirlarida og‘ir elementlarni o‘z ichiga olgan katalizator va sokatalizator zarrachalari och rangli nuqtalar yoki to‘plamlar ko‘rinishida namoyon bo‘lgan. Bu och rangli zarrachalar polietilen sirtlariga, ayniqsa sirt botiqlari va yoriqlariga yopishgani kuzatilgan.

Ushbu tasvirlar ikki ehtimoliy ta’sirni qo‘llab-quvvatlaydi:

• Manfiy zaryadlangan ZN zarrachalari musbat zaryadlangan polietilen hududlariga elektrostatik tarzda yopishgan bo‘lishi mumkin.
• Katalizator yoki katalizator qismlari polietilen sirtini qoplab, zarrachaning o‘lchangan umumiy zaryadini yanada manfiy yoki neytral holga keltirgan bo‘lishi mumkin.

SEM tasvirlari zarrachalar birga mavjudligini ko‘rsatadi, biroq elektronlar qaysi yo‘nalishda va qancha miqdorda ko‘chganini bevosita o‘lchamaydi. Shu sababli tasvirlar elektron ko‘chishi farazini yolg‘iz o‘zi isbotlamaydi.

Elektron ko‘chishi qaysi ikki ssenariy bilan izohlangan?

Tadqiqotchilar ZN kiritilgandan keyin polietilen qavatning kamroq musbat bo‘lishini izohlash uchun ikki xil imkoniyatni muhokama qilgan:

Birinchi ssenariy: ZNdan polietilenga elektron ko‘chishi

Materiallarning samarali ish funksiyalari farqi tufayli ZN zarrachalari polietilenga elektron berishi mumkin. Polietilen sirti elektron olganda yanada manfiy bo‘ladi va qavatning dastlabki musbat zaryadi kamayadi.

Ikkinchi ssenariy: polietilendan ZNga elektron ko‘chishi

Lewis kislotasi bo‘lgan ZN polietilendan elektron qabul qilib manfiy zaryad olishi va polietilenni mahalliy ravishda musbat qoldirishi mumkin. Shu bilan birga, qavatdagi ko‘p sonli manfiy ZN zarrachalari polietilen-polietilen kontaktlari chastotasini va umumiy zaryad taqsimotini o‘zgartirib, o‘lchangan sof zaryadning pastroq chiqishiga sabab bo‘lishi mumkin.

Tadqiqot ushbu ikki ssenariydan qaysi biri ustunligini aniqlamagan. Kukunlarning samarali ish funksiyalari o‘lchanmagan. Tadqiqotchilar kelajakda Kelvin zond kuch mikroskopiyasi va zichlik funksionali nazariyasi hisoblari bilan elektron ko‘chishining yo‘nalishi hamda kattaligini o‘rganishni tavsiya qiladi.

Natijalar Turkiya va sanoat nuqtayi nazaridan nimani anglatadi?

Tadqiqotning asosiy hissasi katalizator tanlovi faqat polimer unumdorligi yoki mahsulot xususiyatlari jihatidan emas, balki elektrostatik texnologik xatti-harakat jihatidan ham baholanishi kerakligini ko‘rsatishidir. Ayni katalizator sirt kislotaliligi va sokatalizator bilan o‘zaro ta’sir darajasiga qarab qavatning sof zaryad qutbliligini o‘zgartirishi mumkin.

Bu ma’lumot polietilen ishlab chiqarish, granula va kukun tashish, pnevmatik uzatish liniyalari hamda boshqa gaz-qattiq modda mavhum qavat jarayonlarida quyidagi sohalarda ishlatilishi mumkin:

• Katalizator va sokatalizator tarkiblarini elektrostatik xavf jihatidan oldindan taqqoslash.
• Kiritish tartibi va alohida uzatish liniyalarini texnologik loyiha tarkibiga kiritish.
• Qavatda kutilayotgan zaryad qutbliligiga qarama-qarshi ta’sir ko‘rsatadigan antistatik yoki uzluksizlik qo‘shimchalarini tanlash.
• Katalizator kiritish liniyasida hosil bo‘ladigan zaryadni onlayn kuzatish.
• Devor ifloslanishi yoki qatlam hosil bo‘lish ehtimolini sirt kislotaliligi bilan bog‘laydigan bashorat vositalarini ishlab chiqish.

Biroq sanoat strategiyasi ishlab chiqilayotganda faol katalizatorning vaqt o‘tishi bilan polimer hosil qilishi, kukunning uzluksiz berilishi, yuqori bosim va harorat, etilen hamda yordamchi gazlarning mavjudligi, turbulent oqim va haqiqiy reaktor devori sharoitlari ham alohida baholanishi kerak.

Tadqiqotning kuchli tomonlari nimalardan iborat?

• Faol Ziegler-Natta katalizatori va TEALni nafaqat alohida, balki turli kiritish ketma-ketliklari va oldindan tayyorlangan aralashma holida ham taqqoslagan.
• Kukunlarning tashish liniyasida olgan zaryadini mavhum qavatdagi zaryad va ifloslanishdan alohida o‘lchagan.
• Sanoat katalizator kiritish liniyalariga o‘xshash diametrga ega, uzunligi besh metr bo‘lgan zanglamaydigan po‘lat pnevmatik quvurdan foydalangan.
• Qavat massasi, pastki devor qatlami va tashib ketilgan mayda zarrachalarning zaryadlarini turli Faraday idishlari bilan baholagan.
• Elektrostatik o‘lchovlarni devor ifloslanishi massasi, SEM, EDX va zarracha o‘lchami tahlili bilan mustahkamlagan.
• Taxminiy sanoat katalizatori va sokatalizatori konsentratsiyalarini ifodalovchi past ppm yuklamalaridan foydalangan.
• Sof ZN ta’siri bilan alkillangan ZN ta’sirini sirt kislotaliligi orqali ajratishga uringan.

Tadqiqotning cheklovlari nimalardan iborat?

• Tadqiqot mutaxassislar taqrizidan o‘tmagan preprintdir.
• Tajribalar haqiqiy polimerlanish reaksiyasisiz o‘tkazilgan; tizimga etilen berilmagan va yangi polietilen ishlab chiqarilmagan.
• Atmosfera bosimi va xona harorati qo‘llangan; sanoat reaktorlari ancha yuqori bosim va haroratlarda ishlashi mumkin.
• Mavhumlashtirish faqat azot bilan va eng kichik mavhumlashtirish tezligining 2,5 baravaridagi pufakchali rejimda bajarilgan.
• Sanoatdagi turbulent oqim, katalizatorning uzluksiz berilishi va uzoq muddatli zaryad to‘planishi sinovdan o‘tkazilmagan.
• Mavhumlashtirish sharoitlarida har bir tajriba uchun kamida ikki marta takrorlash amalga oshirilgan; bu son sharoitlar o‘rtasidagi o‘zgaruvchanlikni kuchli aniqlash uchun cheklangan.
• Tashish liniyasidagi zaryad o‘lchovlarida to‘rt marta takrorlash bo‘lsa-da, barcha natijalar uchun ishonch oralig‘i va p qiymatlari berilmagan.
• Statistik test turi va qo‘llangan ahamiyatlilik chegarasi ko‘rsatilmagan.
• Kukunlarning samarali ish funksiyalari bevosita o‘lchanmagan.
• Elektron ko‘chish yo‘nalishi tajribada aniqlanmagan va ikki muqobil mexanizm ochiq qoldirilgan.
• Ketma-ket kukunlar uchun ayni pnevmatik liniyadan foydalanish quvur ichidagi qoldiq TEAL bilan ZN o‘rtasida istalmagan dastlabki reaksiya hosil qilgan bo‘lishi mumkin.
• Sanoatda katalizator va sokatalizatorning alohida liniyalardan bir vaqtda berilishi tadqiqotdagi ketma-ket kiritishdan farq qiladi.
• Faqat bitta LLDPE smolasi, bitta ZN formulasi va bitta silikagelga tayangan TEAL tarkibi o‘rganilgan.
• EDX o‘lchovlari namunalar havo bilan faolsizlantirilgandan keyin bajarilgan, shu sababli faol sirt kimyosi qisman o‘zgargan bo‘lishi mumkin.
• Devor ifloslanishi o‘lchovi to‘plangan zarracha massasini ko‘rsatadi; erigan sanoat polimer qatlami yoki haqiqiy “sheeting” hodisasi hosil qilinmagan.
• Elektrostatik razryad, uchqun hosil bo‘lishi, portlash xavfi va mahalliy harorat ko‘tarilishi bevosita o‘lchanmagan.

Tadqiqot nimani qo‘llab-quvvatlaydi?

Tadqiqot o‘rganilgan atmosfera sharoitidagi va reaksiyasiz tajriba tizimida katalizator sirt kimyosi polietilen qavatining sof zaryadi hamda devorga yopishgan zarrachalar miqdorini sezilarli darajada o‘zgartira olishini qo‘llab-quvvatlaydi.

Faol va kuchli Lewis kislotali ZN katalizatori hatto past yuklamada ham qavatning sof musbat zaryadini nolga yaqinlashtira olishi va devor ifloslanishini kamaytirishi tajribada ko‘rsatilgan. Shuningdek, ZNning TEAL bilan alkillanishi sirt kislotaliligi va elektrostatik ta’sirini susaytirishiga oid bir-biriga mos zaryad, ifloslanish va sirt tavsiflash natijalari taqdim etilgan.

Tadqiqot nimani isbotlamaydi?

• Faol Ziegler-Natta katalizatori sanoat polietilen reaktorlarida har doim devor ifloslanishini kamaytirishini isbotlamaydi.
• Taxminan 73 foizlik kamayish yuqori bosim va yuqori haroratli haqiqiy ishlab chiqarish sharoitlarida saqlanishini ko‘rsatmaydi.
• Elektronlar aniq ZNdan polietilenga yoki polietilendan ZNga o‘tishini aniqlamaydi.
• TEAL barcha konsentratsiyalarda yoki barcha tayanch materiallarda samarasiz ekanini ko‘rsatmaydi.
• Katalizator kislotaliligi bilan ifloslanish o‘rtasida universal va miqdoriy bashorat tenglamasini bermaydi.
• ZN kiritilishi sanoat qatlamlanishi, reaktor to‘xtashi yoki elektrostatik portlash xavfini kamaytirishini bevosita isbotlamaydi.
• Tavsiya etilgan mexanizm boshqa katalizatorlar, polimer turlari yoki reaktor geometriyalari uchun ham ayni bo‘lishini ko‘rsatmaydi.

Tadqiqot usuli va natijalari

Tajriba usulining qisqacha bayoni

Asosiy miqdoriy natijalar

Jadvaldagi ifloslanish va solishtirma zaryad qiymatlarining katta qismi 5-rasmdagi grafiklardan taxminan o‘qilgan. Aniq bildirilgan asosiy taqqoslash ZN kiritilishi umumiy ifloslanishni taxminan 73 foizga kamaytirganidir.

Takrorlanuvchanlik va statistik baholash

• Pnevmatik tashish liniyasidagi solishtirma zaryad o‘lchovlari har bir tarkib uchun to‘rt marta takrorlangan.
• Har bir mavhumlashtirish sharoitida kamida ikkita mustaqil tajriba o‘tkazilgan.
• Grafiklarda xatolik chiziqlari berilgan.
• TEAL bilan asosiy polietilen sharoiti o‘rtasidagi ayrim farqlar statistik jihatdan ahamiyatli emasligi ko‘rsatilgan.
• Qo‘llangan statistik test, ahamiyatlilik chegarasi, aniq p qiymatlari va ishonch oraliqlari tushuntirilmagan.

Tadqiqotchilarning asosiy xulosasi

Elektrostatik zaryadning qutbliligi va kattaligi faqat zarracha o‘lchami yoki gaz tezligiga bog‘liq emas. Katalizatorning sirt kislotaliligi, sokatalizator bilan reaksiya darajasi, zarrachalarning tegish tartibi va sirtlarga jismonan yopishishi ham devor ifloslanishini belgilovchi muhim o‘zgaruvchilardir.

Faol ZN katalizatori o‘rganilgan sharoitlarda qavatning musbat zaryadini neytrallagan. ZN TEAL bilan alkillanganda uning kislotaliligi kamaygan va ushbu neytrallovchi ta’sir katta darajada yo‘qolgan. Demak, bir xil asosiy katalizator kimyosi reaktorga qanday shaklda va qaysi tartibda kirishiga qarab turli elektrostatik natijalar yaratishi mumkin.

Manba va usul qaydi

Tadqiqotning asl nomi: Triboelectrification of an Active Ziegler-Natta Catalyst and its Triethylaluminium co-catalyst with Polyethylene in an Atmospheric Gas-solid Fluidized Bed

Mualliflar: Grissel Myrtle Fernandes; Poupak Mehrani.

Mualliflar tartibi: Ko‘rib chiqilgan tadqiqotda berilgan shaklda saqlangan.

Teng hissa yoki teng birinchi mualliflik: Ko‘rsatilmagan.

Mas’ul muallif: Poupak Mehrani.

Muassasa: Department of Chemical and Biological Engineering, University of Ottawa, 161 Louis Pasteur, Ottawa, Ontario, K1N 6N5, Kanada.

DOI:10.2139/ssrn.6952647

SSRN qaydi:SSRN annotatsiya raqami 6952647

Nashr sanasi: 16 iyun 2026.

Sahifalar soni: 24.

Manba turi: Tajriba miqyosidagi eksperimental kimyo muhandisligi tadqiqoti va preprint.

Taqriz holati: Tadqiqot mutaxassislar taqrizidan o‘tmagan.

Taqrizli jurnal: Ko‘rsatilmagan.

Asl nashriyot: Taqrizdan o‘tgan va qabul qilingan jurnal talqini uchun nashriyot ma’lumoti mavjud emas.

Nashr platformasi: SSRN.

Moliyalashtirish: Univation Technologies, LLC va Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada tomonidan qo‘llab-quvvatlangan.

Ushbu turkcha bayon tadqiqotning to‘liq matni, tajriba sharoitlari, jadvallari, grafiklari, xatolik chiziqlari, mavhumlashtirish tizimi sxemasi, kolonna fotosuratlari, SEM tasvirlari, EDX baholashlari va bibliografiyasi ko‘rib chiqilib tayyorlangan. Tashqi manbalar faqat DOI, SSRN qayd sanasi, sahifalar soni va bibliografik identifikatsiyani tekshirish maqsadida ishlatilgan; tadqiqotda mavjud bo‘lmagan ilmiy natijalar qo‘shilmagan.

Tadqiqot natijalari atmosfera sharoitidagi, xona haroratidagi va reaksiyasiz tajriba tizimi uchun amal qiladi. Haqiqiy gaz fazali polietilen reaktorlaridagi yuqori bosim, yuqori harorat, uzluksiz etilen polimerlanishi, turbulent oqim, uzoq muddatli katalizator berilishi va sanoat “sheeting” sharoitlari bevosita sinovdan o‘tkazilmagan. Bundan tashqari, elektron ko‘chish yo‘nalishi o‘lchanmagan va tavsiya etilgan mexanizm sirt kislotaliligi, zaryad moyilliklari hamda SEM kuzatuvlari asosida talqin qilingan.