Polimeryzacja Zieglera-Natty
Proces Zieglera-Natty – proces otrzymywania polipropylenu i innych poliolefin[1] o strukturze izotaktycznej w wyniku stereoselektywnej reakcji polimeryzacji addycyjnej propylenu (lub innych olefin[1]) zachodzący w obecności tzw. katalizatorów Zieglera-Natty[2][3]
Łańcuch węglowy polipropylenu jest chiralny, a ułożenie atomów H i grup CH3 przy każdym asymetrycznym atomie węgla jest przypadkowe, jeśli polimer ten jest otrzymywany w sposób niekontrolowany stereochemicznie[2]. Produkt taki jest lepki, amorficzny i prawie bezużyteczny[2].
W 1953 roku Karl Ziegler opracował pierwszy katalizator heterofazowy stereoselektywnej polimeryzacji olefin, a kilka lat później zespół Giulia Natty otrzymał za jego pomocą po raz pierwszy stereoregularny polipropylen o strukturze izotaktycznej, tj. takiej, w której wszystkie asymetryczne atomy węgla mają tę samą konfigurację[1][2]. Katalizatorem Zieglera-Natty może być np. mieszanina chlorku tytanu(IV) (TiCl4) i trietyloglinu (Et3Al)[2]. Współcześnie większość polipropylenu produkuje się w procesie Zieglera-Natty w fazie gazowej, z użyciem katalizatorów na specjalnych podłożach.
PP izotaktyczny ma średni ciężar cząsteczkowy od 50 tys. do 100 tys. Da, a w przypadku gatunków włóknotwórczych – do miliona Da[4][5]. Jest on tworzywem termoplastycznym, przetwarza się go metodami wtrysku i wytłaczania. Stosowany jest m.in. do produkcji rur, naczyń, zabawek, opakowań i folii. Olbrzymia większość PP stosowanego w praktyce to właśnie jego forma izotaktyczna[2].
Duża gęstość polimerów otrzymanych z użyciem katalizatora Zieglera-Natty wynika z regularnego ułożenia grup bocznych wzdłuż łańcucha. Dzięki temu łańcuchy mogą się dobrze upakować i utworzyć krystaliczny materiał o dużej gęstości, z którego można wytwarzać włókna (włókna polipropylenowe są używane obecnie np. do wyrobu odzieży sportowej)[2]. Katalizatory Zieglera-Natty używane są również do kontrolowania struktury polimerów przewodzących w celu polepszenia ich właściwości elektrycznych[2][6].
Przypisy edytuj
- ↑ a b c Krzysztof Szczegot: Kataliza Zieglera-Natty w polimeryzacji etylenu i [alfa]-olefin. Opole: Wydawnictwo Naukowe WSP, 1992. ISBN 83-850-1287-7.
- ↑ a b c d e f g h Peter Atkins, Loretta Jones: Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje.. Warszawa: Wydawnictwo naukowe PWN, 2004, s. 524-525. ISBN 978-83-01-13810-3.
- ↑ Jerzy Chodkowski: Mały słownik chemiczny. Wyd. VI uzupełnione. Warszawa: Wiedza Powszechna, 1982, s. 665. ISBN 83-214-0323-9.
- ↑ Stanisław Szymański: Mikrostruktura polimeru. W: Chemia polimerów. Zbigniew Florjańczyk, Stanisław Penczek (red.). T. 1. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, 2001. ISBN 83-7207-265-5.
- ↑ Malcolm P. Stevens: Wprowadzenie do chemii polimerów. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1983, s. ?. ISBN 83-01-03110-7.
- ↑ Mercouri G. Kanatzidis. Conductive polymers. „Chemical & Engineering News”. 68 (49), s. 36-50, 1990. DOI: 10.1021/cen-v068n049.p036.
Linki zewnętrzne edytuj
- Krzysztof Maksymiuk. Przewodzące polimery. „Kurier Chemiczny”. 3/91, 1991. [Przedruk: Chemfan]
- Stanisław Bednarek. Jak plastyki przewodzą prąd elektryczny?. „Delta”. 04/1999, 1999.
- Andrzej Plichta, Anna Kundys, Instrukcja do ćwiczenia: Polimeryzacja koordynacyjna, Katedra Chemii i Technologii Polimerów, Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej, s. 1-4 [dostęp 2016-02-25] [zarchiwizowane z adresu 2016-03-04].