Chemia i technologia polimerów. Wykład 13 Izomeria polimerów. Polimeryzacja koordynacyjna

Podobne dokumenty
POLIMERYZACJA KOORDYNACYJNA

1. Jaką funkcję w procesach polimeryzacji wolnorodnikowej pełnią niŝej wymienione związki?: (5 pkt.)

1. Jaką funkcję w procesach polimeryzacji wolnorodnikowej pełnią niŝej wymienione związki?: (5 pkt.) O 2

CHEMIA POLIMERÓW I MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH. 2. Właściwości i znaczenie poliolefin. 3. Rodnikowa polimeryzacja olefin

Polimeryzacja koordynacyjna

Zestaw pytań egzaminu inŝynierskiego przeprowadzanego w Katedrze Fizykochemii i Technologii Polimerów dla kierunku CHEMIA

ALKENY WĘGLOWODORY NIENASYCONE

Masy cząsteczkowe, rozkład mas cząsteczkowych, mikrostruktura. Wykład 2 i 3

PDH POLSKA. Strategiczny projekt Grupy Azoty SA dla Polski

5. W jaki sposób moŝna regulować cięŝar cząsteczkowy polimerów kondensacyjnych? (3 pkt.)

wykład monograficzny O niektórych sposobach udoskonalania procesów katalizowanych metalami i ich związkami

Wykład 2. (godz. 2 - ) Masy cząsteczkowe, masy molowe, rozkład mas cząsteczkowych (molowych), mikrostruktura makrocząsteczek.

Wskaż grupy reakcji, do których można zaliczyć proces opisany w informacji wstępnej. A. I i III B. I i IV C. II i III D. II i IV

Elementy chemii organicznej

Pochodne węglowodorów, w cząsteczkach których jeden atom H jest zastąpiony grupą hydroksylową (- OH ).

Węglowodory poziom podstawowy

Mechanizm dehydratacji alkoholi

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

(96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Chemia organiczna. Stereochemia. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

CHEMIA ORGANICZA - węglowodory. Podział węglowodorów

CHEMIA 10 WĘGLOWODORY I ICH FLUOROWCOPOCHODNE. ALKOHOLE I FENOLE. IZOMERIA. POLIMERYZACJA.

WĘGLOWODORY. Uczeń: Przykłady wymagań nadobowiązkowych Uczeń:

TWORZYWA SZTUCZNE. Tworzywa sztuczne - co to takiego?

11.Chemia organiczna. Irena Zubel Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocławska (na prawach rękopisu)

Alkeny. Wzór ogólny alkenów C n H 2n. (Uwaga identyczny wzór ogólny mają cykloakany!!!)

Spis treści. Wstęp 11

Alkeny: Struktura, nazewnictwo, Termodynamika i kinetyka

KONKURS CHEMICZNY KLAS TRZECICH GIMNAZJALNYCH

Węgiel i jego związki z wodorem

XX KONKURS CHEMICZNY KLAS TRZECICH GIMNAZJALNYCH ROK SZKOLNY 2012/2013

Materiały do zajęć dokształcających z chemii organicznej

Zidentyfikuj związki A i B. w tym celu podaj ich wzory półstrukturalne Podaj nazwy grup związków organicznych, do których one należą.

RJC A-B A + B. Slides 1 to 27

Kopolimery statystyczne. Kopolimery blokowe. kopolimerów w blokowych. Sonochemiczna synteza -A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-B-B-B- Typowe metody syntezy:

LCH 1 Zajęcia nr 60 Diagnoza końcowa. Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch węglowodorów o wzorach:

PRZYKŁADOWE ZADANIA WĘGLOWODORY

Zdzisław Głowacki. Zakres podstawowy i rozszerzony. Odpowiedzi i rozwiązania zadań. Rozdział 2. Strona Linia zadanie Jest Powinno być

CHEMIA 10. Oznaczenia: R - podstawnik węglowodorowy, zwykle alifatyczny (łańcuchowy) X, X 2 - atom lub cząsteczka fluorowca

dr hab. inż. Józef Haponiuk Katedra Technologii Polimerów Wydział Chemiczny PG

Alkeny - reaktywność

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

XXIV KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2016/2017

PL B1. Sposób selektywnego uwodornienia związków dienowych w surowcu węglowodorowym stosowanym do wytwarzania III-rzędowych eterów amylowych

Wykład 6. Korzystałem z : R. Morrison, R. Boyd: Chemia organiczna (wyd. ang.)

Treść podstawy programowej

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Zagadnienia. Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I

Nazwy pierwiastków: ...

Aminy. - Budowa i klasyfikacja amin - Nazewnictwo i izomeria amin - Otrzymywanie amin - Właściwości amin

WYBRANE METODY MODYFIKACJI ASFALTÓW. Prof. dr hab. inż. Irena Gaweł emerytowany prof. Politechniki Wrocławskiej

Zaznacz odpowiedê, w której do ka dej substancji przyporzàdkowano êródło jej pochodzenia. F. potrójne H. odbarwiajà jà

KARTA PRZEDMIOTU. Egzamin, sprawdziany, ocena sprawozdań Egzamin, sprawdziany, ocena. związków wielkocząsteczkowych. Wykład, laboratorium K_W07 +++

Beata Mendak fakultety z chemii II tura PYTANIA Z KLASY PIERWSZEJ

Elementy chemii organicznej

Wymagania przedmiotowe do podstawy programowej - chemia klasa 7

Makrocząsteczki. Przykłady makrocząsteczek naturalnych: -Polisacharydy skrobia, celuloza -Białka -Kwasy nukleinowe

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej w poszczególnych tematach podręcznika Chemia Nowej Ery dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej z chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Slajd 1. Etery i epoksydy. Slajd 2. Wprowadzenie. Wzór R-O-R, gdzie R tos alkil lub aryl Symetryczne lub asymetryczne Przykłady: CH 3 O CH 3 O CH 3

Zarys Chemii Organicznej

SZKOŁA PODSTAWOWA IM. JANA PAWŁA II W DOBRONIU. Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny CHEMIA KLASA 3 GIMNAZJUM

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

SPIS TREŚCI CZĘŚĆ I POLIMERY OTRZYMYWANE W PROCESIE POLIREAKCJI ŁAŃCUCHOWEJ (POLIMERYZACJI I KO POLIMERYZACJI) 29

Dział 9. Węglowodory. Wymagania na ocenę. dopuszczającą dostateczną dobrą bardzo dobrą. Przykłady wymagań nadobowiązkowych

O MATURZE Z CHEMII ANALIZA TRUDNYCH DLA ZDAJĄCYCH PROBLEMÓW

Budowa przestrzenna alkanów

X / \ Y Y Y Z / \ W W ... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

1. REAKCJA ZE ZWIĄZKAMI POSIADAJĄCYMI KWASOWY ATOM WODORU:

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE. dr Henryk Myszka - Uniwersytet Gdański - Wydział Chemii

ZADANIE 1 W temperaturze 700 K gazowa mieszanina dwutlenku węgla i wodoru reaguje z wytworzeniem pary wodnej i tlenku węgla. Stała równowagi reakcji

CHEMIA I GIMNAZJUM WYMAGANIA PODSTAWOWE

CHEMIA klasa 1 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery.

MATERIAŁY POMOCNICZE 1 GDYBY MATURA 2002 BYŁA DZISIAJ CHEMIA ZESTAW EGZAMINACYJNY PIERWSZY ARKUSZ EGZAMINACYJNY I

RóŜnica temperatur wynosi 20 st.c. Ile wynosi ta róŝnica wyraŝona w K (st. Kelwina)? A. 273 B. -20 C. 293 D. 20

Test kompetencji z chemii do liceum. Grupa A.

Geometria cząsteczek wieloatomowych. Hybrydyzacja orbitali atomowych.

odbarwia wodę bromową

Plan dydaktyczny z chemii klasa: 2TRA 1 godzina tygodniowo- zakres podstawowy. Dział Zakres treści

CHEMIA klasa 3 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery.

Część I ZADANIA PROBLEMOWE (26 punktów)

Modele: kulkowy i czaszowy: wzór półstrukturalny: H 2 C=CH 2. Obecność wiązania podwójnego sygnalizuje końcówka nazwy "-en" Wzór strukturalny:

PRZYKŁADOWE ZADANIA ALKOHOLE I FENOLE

Szczegółowe kryteria oceniania po pierwszym półroczu klasy III:

Dział: Węglowodory - Zadania powtórzeniowe

10. Alkeny wiadomości wstępne

Zadanie 1. Wskaż grupę związków chemicznych, do której należy węglowodór o gęstości 2,5 normalne). C. alkiny D. areny

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2012/2013 eliminacje rejonowe

Ćwiczenie nr 12 Lipidy - tłuszcze nasycone i nienasycone. Liczba jodowa, metoda Hanusa ilościowego oznaczania stopnia nienasycenia tłuszczu

Badanie procesów sieciowania rodnikowego kompozytów na bazie poliolefin

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Budowa atomu Poziom: rozszerzony Zadanie 1. (2 pkt.)

WYMAGANIA EDUKACYJNE w klasie III

Węglowodory poziom rozszerzony

Stereochemia Ułożenie atomów w przestrzeni

Zadanie 1. [ 3 pkt.] Uzupełnij zdania, wpisując brakującą informację z odpowiednimi jednostkami.

EGZAMIN SPRAWDZAJĄCY Z CHEMII - WĘGLOWODORY DLA UCZNIÓW KLASY III

Transkrypt:

hemia i technologia polimerów Wykład 13 Izomeria polimerów. Polimeryzacja koordynacyjna

Izomeria polimerów Izomeria konstytucyjna (dawniej strukturalna) występuje wtedy, kiedy polimery mają ten sam skład chemiczny (taki sam wzór sumaryczny), ale sposób połączeo w cząsteczce jest inny, np.: 3 2 2 2 n n n poli(aldehyd octowy) poli(tlenek etylenu) poli(alkohol winylowy) 3 2 2 n n 3 2 5 poli(metakrylan metylu) poli(akrylan etylu) podobnie, izomeryczne są: równomolowy kopolimer etylenu i butenu oraz polipropylen, a także poli(ε-kaprolaktam) oraz poli(adypiamid heksametylenu).

Stereoizomeria polimerów Regioizomeria: przyłączenie monomeru głowa-głowa; ogonogon; głowa-ogon; różne miejsca rozerwania cyklu w PP itp. Atom węgla z dwoma jednakowymi podstawnikami: achirotropowy. n n n n n 2 2 n

Stereoizomeria polimerów n R R * n R n Monomery prochiralne, np. propylen, aldehyd octowy lub chiralne, np. tlenek propylenu, dają w wyniku polimeryzacji polimery posiadające centrum chiralne (oznaczone gwiazdką). Jednak do centrów tych przyłączone są łaocuchy o różnej długości. takich centrach mówimy, że są chirotropowe lub pseudochiralne. becnośd takich atomów (*) stwarza możliwośd występowania stereoizomerii makrocząsteczek. * hiralne monomery, np. tlenek propylenu (atom węgla z czterema różnymi podstawnikami) mogą występowad jako izomery R lub S. Polimeryzacja może przebiegad stereoselektywnie (polimeryzacja enancjoselektywna) co prowadzi do polimerów zawierających centra chiralne, obecne już w monomerze, a więc do polimeru taktycznego. R * n 2 3

Taktycznośd makrocząsteczek Rozróżniamy w zasadzie dwa rodzaje polimerów taktycznych: polimery izotaktyczne i syndiotaktyczne. Polimery izotaktyczne posiadają w łaocuchach centra chiralności o jednakowej konfiguracji. Polimery syndiotaktyczne mają centra o konfiguracji przeciwnej w stosunku do sąsiednich merów. Polimery, w których konfiguracja centrów chiralności w sąsiednich merach jest przypadkowa, nazywany jest polimerem ataktycznym. Dwa sąsiednie mery w łaocuchu nazywamy diadą. Trzy kolejne stanowią triadę itd.

polimer izotaktyczny polimer syndiotaktyczny Taktycznośd makrocząsteczek R R R R R R R R R R m m m m r r r r R R R R R R R R R R r r r r m m m m R R R R R diady: m: mezo r: racemo m r m r polimer ataktyczny

Stereoizomeria makrocząsteczek polimeru: (R R) n erytro R R R R R R' R' R' R' R' polimer diizotaktyczny treo R R R R R R' R' R' R' R' R' 2 2 R R R R R R erytro R' R' R' R' R' polimer disyndiotaktyczny R R R R R treo R' R' R' R' R' R' R' R 2 2

Stereoizomeria poli(tlenku propylenu) izotaktyczny 3 3 3 3 syndiotaktyczny 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Izomeria polidienów Monomery dienowe: 3 2 2 2 2 l 2 2 Polimeryzacja 1,2 (w przypadku izoprenu i chloroprenu, także polimeryzacja 3,4): Polimeryzacja 1,4: butadien izopren chloropren Łaocuchy poliizoprenu 1,4: 2 2 2 2 3 3 2 2 2 2 3 3 3 2 2 2 2 2 trans 2 3 2 n n 3 2 22 2 cis 3 2

Izomeria polidienów Polimer Izomer T g T m Polibutadien 1,4 cis 95 6 trans 83 145 Poliizopren 1,4 cis 73 28 trans 58 74

Izomeria polidienów Stereochemia rodnikowej polimeryzacji butadienu, udziały merów w % Temperatura is 1,4 Trans 1,4 1,2 20 6 77 17 20 22 58 20 100 28 51 21 233 43 39 18 Polimeryzacja anionowa butadienu (0 ), udziały merów w % Przeciwjon/rozp. is 1,4 Trans 1,4 1,2 Li/pentan 35 52 13 Li/TF 0 4 96

Polimeryzacja koordynacyjna Reakcje polimeryzacji przebiegające wobec inicjatorów (katalizatorów) koordynacyjnych nazywane są reakcjami polimeryzacji koordynacyjnej. W takich reakcjach inicjator uczestniczy we wszystkich etapach polimeryzacji: inicjowaniu, wzroście i zakooczeniu łaocucha. entrum aktywne we wszystkich inicjatorach koordynacyjnych stanowi atom metalu w otoczeniu ligandów, z których przynajmniej jeden tworzy wiązanie aktywne z tym atomem metalu. Polimeryzacji koordynacyjnej ulegają monomery, które są zdolne do utworzenia labilnych kompleksów z atomem metalu w centrum aktywnym inicjatora. Koordynacja monomeru następuje w dwojaki sposób: przez wiązanie monomeru (monomery nienasycone) lub przez wolną parę elektronową na heteroatomie (monomery heterocykliczne lub heteronienasycone) Inicjator czy katalizator?

Polimeryzacja alkenów Schemat polimeryzacji alkenów wobec inicjatora koordynacyjnego: Mt Et Mt Et Mt Et Mt Et Mt Et

Polimeryzacja dienów Schemat polimeryzacji dienów wobec inicjatora koordynacyjnego: Mt 2 2 2 2 Mt 2 2 Mt 2 2 Mt 2 2 Mt 2 2 2

Polimeryzacja oksiranów Schemat polimeryzacji oksiranów wobec inicjatora koordynacyjnego: Mt X Mt Mt X Mt Mt Mt X Mt Mt Mt Mt X X Jak wynika z przytoczonych schematów, monomer wbudowuje się do łaocucha od strony metalu, stanowiącego element inicjatora, jest koordynowany przez centrum kompleksu katalitycznego. Struktura przestrzenna tego centrum może wymuszad specyficzne położenie skoordynowanego monomeru i prowadzid do regularnej przestrzennie budowy łaocucha.

Stereoselektywnośd w polimeryzacji rodnikowej i jonowej W polimeryzacji rodnikowej reakcja propagacji zachodzi z udziałem rodników, których budowa w małym stopniu zależy od warunków procesu. Rodniki tworzą płaski lub prawie płaski układ orbitali przy atomie węgla. Konfiguracja meru w łaocuchu nie jest zdeterminowana w trakcie przyłączania cząsteczki monomeru i kształtuje się dopiero po jej przyłączeniu. stałe szybkości propagacji z utworzeniem diady racemo mezo

Stereoselektywnośd w polimeryzacji rodnikowej i jonowej W pewnych warunkach prowadzenia reakcji stała szybkości propagacji z utworzeniem diady mezo k m lub racemo k r mogą się różnid. Polimer izotaktyczny powstaje wtedy, kiedy k r /k m przyjmuje wartośd równą lub bliską zeru, zaś syndiotaktyczny, gdy ten stosunek jest >> 1 i dąży do. Jeżeli kształtuje się w pobliżu jedności, powstaje polimer ataktyczny. W polimeryzacji jonowej istotną rolę odgrywa solwatacja centrum aktywnego. Jeżeli występują pary jonowe oddzielone cząsteczkami rozpuszczalnika, lub wolne jony, sytuacja jest podobna do tej, jaka ma miejsce w polimeryzacji rodnikowej. W przypadku rozpuszczalnika o małej sile solwatującej może występowad koordynacja wzajemna z udziałem inicjatora, centrum aktywnego i monomeru, co prowadzid może do zachowania stereoselektywności, jeżeli w propagacji zablokowane jest powstawanie jednej z dwóch możliwych konfiguracji koocowego meru. Wartośd dąży do zera i pojawia się tendencja do powstawania polimeru izotaktycznego.

Polimeryzacja stereospecyficzna wobec inicjatorów koordynacyjnych aktywne centrum inicjatora R G + R G + R R R G + R Uproszczony mechanizm polimeryzacji izospecyficznej. Polimeryzacja jest także wysoce regiospecyficzna.

Inicjatory (katalizatory) koordynacyjne Zieglera Natty: heterogeniczne - I i II generacji - na nośnikach (III gen.) homogeniczne - metalocenowe - postmetalocenowe Inne: n-buli φmgbr BF 3 izoselektywne syndioselektywne

Inicjatory polimeryzacji 3 2 3 koordynacyjnej Inicjatory Zieglera-Natty Związek metalu przejściowego grupy IV-VIII (preinicjator) Związek alkilowy lub wodorek metalu grupy I-IV (aktywator) Inicjator Zieglera- Natty 2 Preinicjatory: halogenki, oksyhalogenki i pochodne cyklopentadienylowe, acetyloacetonianowe i alkoksylowe takich metali, jak Ti, V, r, Mo, Zr. Aktywatory: pochodne aklilowe (etylowe lub butylowe), względnie chloroalkilowe, takich metali, jak Al, Li, Zn, Sn, d, Be, Mg lub wodorki LiAl 4, a 2 itp. Substancje zawierające ruchliwy wodór oraz związki polarne aprotonowe dezaktywują inicjator. Rozpuszczalniki wyłącznie węglowodorowe.

Inicjatory polimeryzacji koordynacyjnej Inicjatory polimeryzacji koordynacyjnej grupuje się wg tzw. generacji. Pierwszą generację stanowi oryginalny katalizator Zieglera stosowany w polimeryzacji etylenu. Jest to inicjator heterogeniczny (nierozpuszczalny w środowisku reakcji). Powstaje on w wyniku reakcji Til 4 z Al( 2 5 ) 3 : Til 4 + AlEt 3 TiEtl 3 + AlEt 2 l (Et = 2 5 ) Til 4 + AlEt 2 l TiEtl 3 + AlEtl 2 Til 4 + AlEtl 2 TiEtl 3 + All 3 TiEtl 3 (1/x)(Til 3 ) x + Et (rekombinacja itp.) Związki wyjściowe: Til 4 z Al( 2 5 ) 3 rozpuszczają się w węglowodorach, ale tworzą nierozpuszczalny (brązowy) Til 3 (odmiana β), który jest alkilowany w niektórych miejscach na powierzchni. Inicjator ten nie jest stereospecyficzny. Natta zastosował nierozpuszczalne odmiany Til 3 (fioletowe odmiany α-, γ- i δ-til 3 ) oraz alkilowe związki glinu AlR 3 i AlR 2 l. Katalizatory Natty są stereospecyficzne w 92-94%.

Inicjatory polimeryzacji koordynacyjnej Dodanie do inicjatorów pierwszej generacji zasad Lewisa (1-10% mol. w stosunku do Til 3 ) polepszyło ich stereoselektywnośd, a zwłaszcza wydajnośd polimeryzacji (do kilkunastu kg/g Ti h atm). Te inicjatory zalicza się do inicjatorów drugiej generacji. Zasadami Lewisa mogą byd estry aromatyczne. Dalszą poprawę stereoselektywności i wydajności polimeryzacji (a zwłaszcza niepogarszanie stereoselektywności ze wzrostem wydajności zapewniają inicjatory osadzone na nośnikach. Stanowią one trzecią generację inicjatorów Zieglera-Natty. Szczególnie wydajne są inicjatory o budowie: Mg w Ti x l y (ArR) z AlEt 3 /ArR, otrzymane przez mielenie w młynie kulowym Mgl 2 i Til 4, a następnie dodanie Al( 2 5 ) 3 i zasady Lewisa, zwykle ftalanu dialkilu lub alkoksyalilanu. Wydajnośd 1500-6000 kg/g Ti, stereoselektywnośd: powyżej 98% pentad mmmmm. Z polimeru nie trzeba wtedy usuwad inicjatora (zbędne jest odpopielenie).

Inicjatory polimeryzacji koordynacyjnej Wydajną syntezę polietylenu zapewniają także inicjatory, w których tlenki metali przejściowych, takie jak r 3 i Mo 3 są osadzone na nośnikach. Noszą one nazwę katalizatorów Philipsa. Nośnikiem katalizatora (inicjatora) są krzemionka Si 2 lub glinokrzemiany (Si 2 /Al 2 3 ). Niekiedy dodaje się Ti 2. Inicjator preparuje się impregnując rozdrobnione ziarna nośnika wodnymi roztworami, z których powstaje r 3. Zawartośd chromu wynosi poniżej 1%. Inicjator kalcynuje się (ogrzewa) w temperaturze 500-800. Si Si r 2 3-2 Si Si Sposób działania inicjatora (katalizatora) Philipsa nie jest w pełni zrozumiały. r r r + Si Si

Inicjatory polimeryzacji koordynacyjnej Katalizatory metalocenowe. Są one odmianą katalizatorów Zieglera-Natty. Ich ogólny wzór to: LL /MtX 2. L i L są takimi samymi lub różnymi ligandami, najczęściej cyklopentadienylowymi: yklopentadienyl (p) Indenyl (Ind) Tetrahydroindenyl ( 4 Ind) Fluorenyl (Flu) Inicjatory te wymagają stosowania aktywatorów. Najlepsze wyniki daje stosowanie tzw. MA (metyloaluminoksanu): [Al( 3 )] n (n = 10-25). Jego rolę przybliża równanie: 3 Al n p 2 Til 2 MA p 2 Ti 3 l MA p 2 Ti + 3 niezajęte centrum koordynacyjne

Inicjatory polimeryzacji koordynacyjnej Inicjatory postmetalocenowe. Pod tą nazwą kryją się związki kompleksowe, aktywne w inicjowaniu polimeryzacji. Ansa-cyklopentadienylo-amidowe (pa) α-diiminowe Ar R N Br Ni R N Br Ar 3 3 Si N R Zr 3 3 R 1 Fenoksy-iminowe N Til 2 R 3 R 2 n2

Zastosowania przemysłowe Inicjatory koordynacyjne są wykorzystywane przede wszystkim w polimeryzacji przemysłowej etylenu, propylenu i innych α-olefin. Dawniej prowadzono polimeryzację etylenu w roztworze (140-150, do 8 MPa) w cykloheksanie. Polietylen pozostawał w roztworze. becnie prowadzi się polimeryzację w zawiesinie lub w fazie gazowej, stosując zarówno tradycyjne inicjatory Zieglera Natty, jak i katalizatory Philipsa. Reaktory polimeryzacji w fazie gazowej, ze złożem fluidalnym lub z mieszaniem, wyeliminowały metody rozpuszczalnikowe. Warunki procesu: ciśnienie 2-3 MPa, temperatura 70-105 (poniżej temp. topnienia polimeru). Mieszanina reakcyjna stanowi efektywnie mieszaną mieszaninę inicjatora, polimeru w formie proszku i gazowego monomeru. Polimer jest oddzielany po opuszczeniu reaktora, a monomer zawracany do reakcji. Kluczowe jest utrzymywanie stałej temperatury, równomiernie w całym reaktorze. Katalizatory metalocenowe są obecnie komercjalizowane i tylko kilka procent poliolefin jest wytwarzanych z ich wykorzystaniem.

Zastosowania przemysłowe Polietylen jest wytwarzany jako polimer liniowy (inicjatory Zieglera-Natty lub Philipsa) lub rozgałęziony (polimeryzacja rodnikowa). Liniowy ma wyższy stopieo krystaliczności (70-90%, rozgałęziony: 40-60%) i, z tego względu, większą gęstośd (0,94-0,96, rozgałęziony 0,91-0,93 kg/dm 3 ). Gatunki te są znane jako, odpowiednio, polietylen dużej gęstości (DPE high-density polyethylene) i polietylen małej gęstości (LDPE low-density polyethylene). DPE ma większą wytrzymałośd mechaniczną, sztywnośd, odpornośd chemiczną, i wyższą dopuszczalną temperaturę stosowania. Wytwarza się także odmiany polietylenu o dużej masie cząsteczkowej (0,25-1,5 MD (megadaltonów)), a także superwytrzymały na uderzenie polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej (powyżej 1,5 MD). Liniowy polietylen małej gęstości (LLDPE). Jest to kopolimer etylenu z niewielkimi ilościami 1-butenu, 1-heksenu i/lub 1-oktenu, a także propylenu, 4-metylo-1-pentenu lub cykloalkenu. W USA tonaż produkowanych LDPE i LLDPE jest zbliżony. Polietyleny produkowane przy użyciu inicjatorów koordynacyjnych stanowią 2/3 tonażu produkowanych polietylenów.

Rozwój produkcji polietylenu

Fluidalna polimeryzacja etylenu

Zastosowania przemysłowe Polipropylen. Izotaktyczny polipropylen (PP) jest polimerem o najmniejszej gęstości (0,90-0,91 kg/dm 3. Ma też największy stosunek wytrzymałości do masy spośród wszystkich tworzyw. Temperatura topnienia: T m = 165-175. k. 20% propylenu wykorzystuje się do produkcji kopolimerów. Zastosowania: przemysł chemiczny i farmaceutyczny: przewody do wody i cieczy agresywnych, zbiorniki, wykładziny, naczynia laboratoryjne, tkaniny filtracyjne, sprzęt medyczny, naczynia dla chorych, strzykawki jednorazowego użytku, opakowania leków itp.; przemysł włókienniczy: oprzyrządowanie narażone na działanie chemikaliów (cewki, skrętarki, snowarki), zbiorniki do aparatów barwiących, włókna, dywany, tkaniny techniczne itp.; włókna polipropylenowe stanowią około 12% ogólnej ilości włókien syntetycznych przemysł elektrotechniczny i elektroniczny: obudowy i części różnych produktów tego przemysłu, izolacje, w tym kabli i przewodów przemysł samochodowy: wiele elementów samochodów, jak np. zderzaki, przednie części karoserii oraz elementy wyposażenia wnętrza budownictwo i meblarstwo: izolacje piankowe, wykładziny, wyposażenie łazienek, sprzęt pralniczy, przewody gazowe i centralnego ogrzewania oraz klimatyzacji, niektóre meble i ich elementy przemysł spożywczy i opakowania: wykładziny cystern do mleka, napełniane na gorąco puszki, słoje i butelki, pojemniki i różne opakowania, w tym również z folii artykuły gospodarstwa domowego i zabawki.

Produkcja polipropylenu

Rozwój produkcji propylenu

Zastosowania przemysłowe Elastomery etylenowo-propylenowe. Kopolimery etylenu i propylenu nie krystalizują i są elastomerami. Znane są pod nazwą EPM (ethylene-propylene monomer) lub EPDM (ethylene-propylene-diene-monomer). W charakterze monomerów dienowych często stosowane są dieny cykliczne, nieprzydatne jako składniki paliw: 3 5-Etylideno-2-norbornen Dicyklopentadien Polimery EPM i EPDM mają dobrą odpornośd chemiczną, szczególnie są odporne na działanie ozonu. Zachowują właściwości nawet w obecności dużych ilości napełniaczy i olejów. Stosowane głównie w przemyśle samochodowym. Są czwartym pod względem tonażu syntetycznymi elastomerami produkowanymi na świecie.

Zastosowania przemysłowe 2 2 3 2 2 3 Inne polimery otrzymywane wobec inicjatorów koordynacyjnych: Izotaktyczne poli(1-buten) i poli(4-metylo-1-pentan) polimery zastępujące polipropylen do zastosowao w nieco wyższej temperaturze. Syndiotaktyczny polistyren (T m = 270 ) polimer o bardzo dobrych właściwościach. Analog izotaktyczny zbyt wolno krystalizuje. is-1,4-poli(izopren) produkowany wobec inicjatorów Zieglera-Natty, a także wobec alkilolitu. Produkuje się też małe ilości trans-1,4- poli(izoprenu) wobec inicjatorów Zieglera-Natty w układzie V/Al. is-1,4-poli(butadien) jest wykorzystywany jako składnik kopolimeru ABS. 3