Koordinativ polymerisering

Den koordinering Polymerisasjonen er en form for kjede polymerisasjon . Den priming skjer gjennom en kompleks organometallisk av overgangsmetaller , så som titan eller zirkonium , og den forplantning er ved et aktivt senter , som er et koordinasjonskompleks mellom monomeren og overgangsmetallet. Det aktive senteret er generelt anionisk og sjeldnere kationisk .

Utviklingen av denne polymerisasjonsmetoden begynte på 1950-tallet med den heterogene katalysatoren av Ziegler - Natta- basert katalysator titantetraklorid og en katalysator av aluminium som metylaluminoxan .

Monomerer og polymerer

De anvendte monomerer er ikke-polære monomerer slik som etylen og propylen . Utviklingen av koordinerende polymerisasjoner som tillater kopolymerisasjoner med polære monomerer er nyere. Eksempler på denne typen monomer er metylvinylketon, metylakrylat og akrylnitril .

Polymerer fremstilt ved koordinativ polymerisering er forskjellige typer polyetylen- og vinylpolymerer som polypropylen og polystyren .

Typologi

Koordinative polymerisasjoner

Katalyse	Polyetylen	Polypropylen	Polystyren
Ziegler-Natta	Høy tetthet polyetylen (PE-HD), lineær lav tetthet polyetylen (PE-LLD), veldig lav tetthet polyetylen (PE-VLD)	Isotaktisk polypropylen (iPP)	Isotaktisk polystyren (iPS)
Metallocene	Høy tetthet polyetylen, veldig lav tetthet polyetylen	Syndiotaktisk polypropylen (sPP)	Syndiotaktisk polystyren (sPS)
Phillips	Medium tetthet polyetylen (PE-MD)
Metatese

Kjennetegn ved polymerer

Koordinativ polymerisering har en veldig betydelig innvirkning på egenskapene til de dannede polymerene:

• linearitet og molær masse  : i motsetning til polyetylen med lav tetthet som oppnås ved radikal polymerisasjon og som er sterkt forgrenet , er polymerer produsert ved koordinativ polymerisasjon slik som PE-HD og PE-LLD lineære eller veldig lite forgrenede og kan ha en molær masse høy;
• stereoregularitet  : i motsetning til polypropylener og polystyrener produsert ved radikal polymerisering og som er ataktiske, er polymerer produsert ved koordinativ polymerisasjon som iPP, sPP, iPS og sPS stereoregulære og kan derfor være isotaktisk eller syndiotaktisk.

Lineæritet og stereoregularitet tillater dannelse av halvkrystallinske polymerer .

Referanser

1. (i) Robert Oboigbaotor Ebewele, Polymer vitenskap og teknologi , CRC Press ,2000, 483  s. ( ISBN  978-0-8493-8939-9 )
2. (in) Emil Raymond Riegel og James Albert Kent , Kent og Riegels håndbok for industriell kjemi og bioteknologi , Vol.  1, US Springer,2007, 1875  s. ( ISBN  978-0-387-27842-1 , les online )
3. (i) Akifumi Nakamura , Shingo Ito og Kyoko Nozaki , "  Coordination-innsetting Kopolymerisering av de grunnleggende polare monomerer  " , Chemical Reviews , vol.  109, n o  112009, s.  5 215 ( PMID  19807133 , DOI  10.1021 / cr900079r )
4. (i) Lynda K. Johnson , Stefan Mecking og Maurice Brookhart , "  Copolymerization of Ethylene and Propylene with Functionalized Vinyl Monomers by Palladium (II) Catalysts  " , Journal of the American Chemical Society , Vol.  118,1996, s.  267 ( DOI  10.1021 / ja953247i )
5. (in) Eite Drent , Rudmer Van Dijk , Roel Van Ginkel , Bart Van Oort og Robert I. Pugh , "  Palladiumkatalysert kopolymerisering av eten med alkylakrylat: polær komonomer innebygd i den lineære polymerkjeden. Elektronisk tilleggsinformasjon (ESI) tilgjengelig: NMR-data for innsendelse 1, 9, 10, 12 og kromatografiske størrelseseksklusjons data for oppføringer 1, 3, 8, 12  ” , Chemical Communications , n o  7,2002, s.  744 ( DOI  10.1039 / b111252j ), se tilleggsdata
6. (i) Takuya Kochi , Shusuke Noda , Kenji Yoshimura og Kyoko Nozaki , "  Formation of Linear Ethylene Copolymer of Acrylonitrile Catalyzed by Phosphine and sulfonate Palladium Complexes  " , Journal of the American Chemical Society , Vol.  129, n o  292007, s.  8 948 ( PMID  17595086 , DOI  10,1021 / ja0725504 )
7. Marc Carrega, “Aide-Mémoire - Plastics”, koll.  “Aide-Mémoire”, DUNOD / L'Usine nouvelle , 2009, 2 nd  ed. , 256  s.