Polimerizacion Por Coordinacion
Páginas: 8 (1997 palabras)
Publicado: 4 de septiembre de 2011
Polimerización por Coordinación
POLIMERIZACIÓN POR COORDINACIÓN Las poliolefinas constituyen una industria que mueve varios billones de dólares por año con una producción mundial de alrededor de 160 billones de libras (acerca de 72 000 000 tons). De polietileno solamente se producen aproximadamente 100 billones de libras. Las poliolefinas constituyen el segmento de mayor crecimiento dentro dela industria de los polímeros. Es de anotar que hace relativamente poco son comercializadas y que todavía su proceso de síntesis está aún en descubrimiento. La primera polimerización del polietileno a nivel industrial se inició con el proceso de alta presión por radicales libres en 1935, la cual constituyó el inicio de la industria de las poliolefinas. Más tarde se implementa la catálisis porcoordinación, básicamente la catálisis Ziegler Natta en 1952, catalizadores que han sido durante los últimos cuarenta años, responsables del crecimiento en volumen de producción de los polímeros poliolefínicos. La catálisis basada en metalocenos (1990), también llamados catalizadores "single-site", ha llegado a ser una importante tecnología en la industria mundial de polímeros. Las demandasproyectadas de polímeros metalocénicos se dan a continuación:
Polímero 2000 PE iPP y sPP sPS EPDM Olefinas cíclicas 10 000 1 500 80 150 30 Demanda por año: (en tons x 10-3) 2005 20 000 7 000 150 200 60 2010 40 000 20 000 300 400 100
Con el fin de entender la importancia de la catálisis metalocénica es necesario mirar las diferencias entre los dos tipos de catálisis. En la catálisis de Ziegler Natta loscatalizadores tienen múltiples sitios y son heterogéneos, los sitios activos del metal están sobre la superficie de un cristal. La polimerización en el sitio activo está influenciada por el ambiente estérico y electrónico de la red cristalina. Debido a que los centros activos pueden ocupar una gran variedad de sitios en la red, tienden a dar productos con una amplia distribución de pesosmoleculares y distribución no homogénea del co-monómero, para el caso de copolímeros olefínicos. Los metalocenos tienen un centro activo protegido en gran medido de todo el sistema, que permite la obtención de productos con distribución estrecha de pesos moleculares y bajo porcentajes de subproductos no deseados (e.g. PE de bajo peso molecular en LLDPE y (aPP) polipropileno atáctico en (iPP) polipropilenoisotáctico. Aunque la distribución estrecha del peso molecular puede no ser necesaria en todas las aplicaciones, la selección correcta del catalizador puede llevar con más certidumbre a fabricar materiales con propiedades específicas.
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Polimerización por Coordinación 1. CATÁLISIS DE ZIEGLER NATTA
Por: Carmiña Gartner
Este tipo de catalizadores se preparan por combinación de un halurode metal de transición como TiCl 3 con un agente reductor, como un alquilo de aluminio (cocatalizador). La mayoría de los pares catalizador/co-catalizador son TiCl3 y Al(C2 H5)2 Cl, o TiCl 4 con Al(C2 H5)3 y variaciones con vanadio o titanio. Los catalizadores ZN son materiales insolubles, de los cuales no puede ser determinada su naturaleza exacta, sin embargo se han asumido varias estructuras.TiCl3 puede presentar numerosas estructuras cristalinas, como por ejemplo αTiCl3 que puede representarse así:
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Polimerización por Coordinación
Por: Carmiña Gartner
Cada átomo de titanio está coordinado con 6 átomos de cloro presentando una geometría tetraedral. Los átomos interiores tienen 6 átomos vecinos mientras que el átomo de la superficie tiene sólo 5, lo que implica quetiene un orbital vacío. El titanio tiene seis orbitales (resultantes de uno 4s y cinco 3d) en su capa electrónica exterior.
El Al(C2 H5) 2Cl dona uno de sus grupos etilo pero desalojando un cloro en el proceso, lo cual deja todavía al titanio con un orbital vacío. El aluminio se coordina con el carbono del grupo etilo que donó al titanio y a su vez con un cloro.
Un monómero vinílico como el...
POLIMERIZACIÓN POR COORDINACIÓN Las poliolefinas constituyen una industria que mueve varios billones de dólares por año con una producción mundial de alrededor de 160 billones de libras (acerca de 72 000 000 tons). De polietileno solamente se producen aproximadamente 100 billones de libras. Las poliolefinas constituyen el segmento de mayor crecimiento dentro dela industria de los polímeros. Es de anotar que hace relativamente poco son comercializadas y que todavía su proceso de síntesis está aún en descubrimiento. La primera polimerización del polietileno a nivel industrial se inició con el proceso de alta presión por radicales libres en 1935, la cual constituyó el inicio de la industria de las poliolefinas. Más tarde se implementa la catálisis porcoordinación, básicamente la catálisis Ziegler Natta en 1952, catalizadores que han sido durante los últimos cuarenta años, responsables del crecimiento en volumen de producción de los polímeros poliolefínicos. La catálisis basada en metalocenos (1990), también llamados catalizadores "single-site", ha llegado a ser una importante tecnología en la industria mundial de polímeros. Las demandasproyectadas de polímeros metalocénicos se dan a continuación:
Polímero 2000 PE iPP y sPP sPS EPDM Olefinas cíclicas 10 000 1 500 80 150 30 Demanda por año: (en tons x 10-3) 2005 20 000 7 000 150 200 60 2010 40 000 20 000 300 400 100
Con el fin de entender la importancia de la catálisis metalocénica es necesario mirar las diferencias entre los dos tipos de catálisis. En la catálisis de Ziegler Natta loscatalizadores tienen múltiples sitios y son heterogéneos, los sitios activos del metal están sobre la superficie de un cristal. La polimerización en el sitio activo está influenciada por el ambiente estérico y electrónico de la red cristalina. Debido a que los centros activos pueden ocupar una gran variedad de sitios en la red, tienden a dar productos con una amplia distribución de pesosmoleculares y distribución no homogénea del co-monómero, para el caso de copolímeros olefínicos. Los metalocenos tienen un centro activo protegido en gran medido de todo el sistema, que permite la obtención de productos con distribución estrecha de pesos moleculares y bajo porcentajes de subproductos no deseados (e.g. PE de bajo peso molecular en LLDPE y (aPP) polipropileno atáctico en (iPP) polipropilenoisotáctico. Aunque la distribución estrecha del peso molecular puede no ser necesaria en todas las aplicaciones, la selección correcta del catalizador puede llevar con más certidumbre a fabricar materiales con propiedades específicas.
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Polimerización por Coordinación 1. CATÁLISIS DE ZIEGLER NATTA
Por: Carmiña Gartner
Este tipo de catalizadores se preparan por combinación de un halurode metal de transición como TiCl 3 con un agente reductor, como un alquilo de aluminio (cocatalizador). La mayoría de los pares catalizador/co-catalizador son TiCl3 y Al(C2 H5)2 Cl, o TiCl 4 con Al(C2 H5)3 y variaciones con vanadio o titanio. Los catalizadores ZN son materiales insolubles, de los cuales no puede ser determinada su naturaleza exacta, sin embargo se han asumido varias estructuras.TiCl3 puede presentar numerosas estructuras cristalinas, como por ejemplo αTiCl3 que puede representarse así:
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Polimerización por Coordinación
Por: Carmiña Gartner
Cada átomo de titanio está coordinado con 6 átomos de cloro presentando una geometría tetraedral. Los átomos interiores tienen 6 átomos vecinos mientras que el átomo de la superficie tiene sólo 5, lo que implica quetiene un orbital vacío. El titanio tiene seis orbitales (resultantes de uno 4s y cinco 3d) en su capa electrónica exterior.
El Al(C2 H5) 2Cl dona uno de sus grupos etilo pero desalojando un cloro en el proceso, lo cual deja todavía al titanio con un orbital vacío. El aluminio se coordina con el carbono del grupo etilo que donó al titanio y a su vez con un cloro.
Un monómero vinílico como el...
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