При реализации высокопроизводительных технологий для разработки катализаторов полимеризации олефинов следует рассматривать два аспекта. Во-первых, наряду с обычным подбором и традиционным синтезом новых катализаторов, необходимо разработать методы получения новых семейств металлоорганических катализаторов. Это относится и к параллельному синтезу возможных активаторов и сокатализаторов. Во-вторых, необходимо совершенствовать процедуру и методы контроля параллельных испытаний катализаторов полимеризации, а также процедуру параллельных физико-химических испытаний и исследования строения образующихся полимеров. Решение таких задач требует серьёзного опытного подхода. Должно быть проведено огромное количество различных экспериментов, прежде чем будет найдено то или иное решение.
Ключевым компонентом процесса полимеризации, помимо условий процесса (температуры и давления), являются катализаторы, вещества, ускоряющие химическую реакцию. Основная роль катализаторов полимеризации - создание активных центров, на которых осуществляется рост макромолекулы. Инициировать реакцию можно физическими или химическими методами, во втором случае в реакционную среду вводятся в небольшом количестве специальные реагенты (инициаторы), которые входят в виде концевых групп в состав образующегося полимера, например, при радикальной (часто анионной) полимеризации.
Катализаторы, которые легко окисляются кислородом воздуха, как правило, содержатся в стандартных ампулах в среде инертного газа. Для эффективного использования установки работающей при условиях высокого давления и температуры порядка 150 -200 °C, при проведении процесса полимеризации необходимо использовать устройство, позволяющее в ходе эксперимента загружать в рабочую ёмкость реактора сыпучий образец.
Один из вариантов подобной конструкции представляет собой бокс, соединённый с крышкой реактора трубой достаточного внутреннего сечения, через шаровой клапан. Механизм для разбивания ампулы, работающий по принципу рычага, расположен внутри бокса. При закрытом клапане бокс можно открыть и установить в рабочую ячейку механизма ампулу с навеской катализатора. Закрытый бокс продувается инертным газом, для того что бы избежать открытого контакта катализатора с кислородом. После того как весь кислород будет удалён, внутри бокса обеспечивают давление, превосходящее давление внутри реактора. При помощи поворотного механизма ампула с катализатором разбивается и её содержимое, через сито, попадает в среду катализаторного бокса. Открывание шарового клапана, соединяющего катализаторный бокс с рабочей ёмкостью реактора, приведёт к тому, что вся среда из бокса вместе с сыпучим образцом, попадёт внутрь реактора. Закрыв клапан и сбросив давление в изолированном боксе, процедуру засыпки можно повторить.
Простота и универсальность конструкции позволяет использовать эту систему для решения различных задач, связанных с непрерывной подачей сыпучих образцов в рабочую ёмкость реактора высокого давления.
Комплектуя подобной системой автоклав высокого давления, обеспечив подвод газовых линий, регулировку расхода и учёт подаваемого газа, появляется возможность получить комплектную систему для исследования процесса полимеризации. Интенсивное перемешивание внутри реактора приводит к тому, что порошкообразный образец постоянно будет находиться во взвешенном состоянии, обеспечивая, таким образом, оптимальные условия для процесса полимеризации углеродных газов. Возможность экспериментировать с формой перемешивающего элемента, а так же изменять скорость перемешивания в пределах от 0 до 3000 об/мин позволяет опытным путём определить наиболее подходящие условия каждого конкретного эксперимента. Возможность управлять всеми процессами реактора (в том числе расход газов и поддержание давления) при помощи ПК, делает установку полностью автоматической и в значительной мере ускоряет и оптимизирует процесс изучения процесса полимеризации.
