Koordinační polymerizace

Koordinační polymerizace je polymerizační reakce, při které je katalyzátorem sůl nebo komplex kovu.

Druhy koordinační polymerizace alkenů

Heterogenní Zieglerova-Nattova polymerizace

Koordinační polymerizace se začala používat v 50. letech 20. +more století, první použitá metoda byla založená na Zieglerových-Nattových katalyzátorech obsahujících chlorid titaničitý a organohlinité kokatalyzátory. Směs TiCl4 a trialkylhlinitých komplexů vytváří titanité sloučeniny, které katalyzují polymerizaci ethenu a propenu. Povaha katalytických center je objektem vědeckého zájmu, ovšem dosud není známa.

Bylo vyvinuto mnoho různých variant tohoto postupu.

Homogenní Zieglerova-Nattova polymerizace

V některých případech byla heterogenní Zieglerova-Nattova polymerizace nahrazena použitím homogenních katalyzátorů, jako je Kaminského katalyzátor objevený v 70. letech. +more V 90. letech byla objevena řada dalších postmetalocenových katalyzátorů. Obvyklými monomery jsou zde ethen a propen. Později nastal další rozvoj, který umožnil polymeraci polárních monomerů, například methylvinylketonu a jeho derivátů, methylakrylátu a akrylonitrilu.

Příklady koordinačních katalyzátorů založených na metalocenech

Kaminského katalyzátory obsahují metaloceny kovů 4. skupiny (Ti, Zr, Hf) aktivované methylaluminoxanem. +more Polymerizace katalyzované metaloceny probíhají Cosseeovým-Arlmanovým mechanismem. Aktivním místem je většinou anion. existují však i kationtové koordinační polymerizace.

Zjednodušený mechanismus polymerizace ethenu katalyzované sloučeninou zirkoniem

Polymerizace butadienu

V roce 2000 se vyrobilo 2,1 milionu tun polybutadienu. Při tomto procesu se používá homogenní katalyzátor obsahující neodym.

Speciální katalyzátory

Některé alkany se za přítomnosti Zieglerových-Nattových nebo Kaminského katalyzátorů nepolymerují; tuto vlastnost mají například polární alkeny jako jsou vinylchlorid, vinylestery a akrylátové estery.

Význam

Koordinační polymerizace poskytuje vznikajícím vinylovým polymerům, jako jsou polyethylen a polypropylen, odlišné vlastnosti, než jaké by měly při syntéze ostatními metodami, jako je radikálová polymerizace. Tyto bývají lineární a mívají mnohem vyšší molekulovou hmotnost. +more Koordinační polymery mívají také pravidelnou stereochemii a mohou být izotaktické a nebo syndiotaktické, ne jen ataktické, a tak mít krystalickou strukturu, zatímco ostatní polymery bývají amorfní. Tyto rozdíly způsobují odlišné vlastnosti nízkohustotního polyethylenu oproti polyethylenu vysokohustotnímu či ultravysokohustotnímu.

Koordinační polymerizace nealkenových substrátů

Koordinační polymerizaci lze použít i u nealkenových substrátů. Byla prozkoumána polymerizace dihydro- a trihydrosilanů pomocí dehydrogenačního párování, která ale nebyla uvedena do průmyslového využití. +more Součástí tohoto procesu je koordinační reakce a také oxidační adice Si-H center na komplexy kovů.

Za přítomnosti Lewisových kyselin se laktidy polymerují na polylaktidy:

:400px

Odkazy

Související články

Cosseeův-Arlmanův mechanismus * Zieglerovy-Nattovy katalyzátory * Polymerizace * Koordinační vazba

Reference

Kategorie:Polymerizační reakce