hrvatski

Šezdesetgodišnjica Ziegler-Natta katalizatora i stereospecifičnih polimerizacija

Prikazana je povijest otkrića, razvitak i mogućnosti organometalnih katalizatora i stereoselektivnih polimerizacija α-olefina, diena i brojnih vinilnih monomera od Karla Zieglera i Giulia Natte šezdesetih godina 20. stoljeća. Smatraju se najznačajnijim otkrićima u području katalize, makromolekularnih zanaosti i polimernih materijala, pa su njihvim autorima 1963. dodijeljene Nobelove nagrade za kemiju. Uz biografske opise i putova znanstvenih postignuća, opisani su značaj i veliki utjecaj njihovih otkrića na razvitak temeljnih i primjenjenih istraživanja i novih tehnologijskih postupaka i procesa. Ti katalizatori kompleksi su prijelaznih metala, najčešće titana, vanadija, kroma, kobalta, nikla i drugih, te alkila ili alkilaluminijevih klorida, a u većini slučaja nastaju polimeri stereoreguliranih struktura. Danas su još uvijek u uporabi, poznati kao Ziegler-Natta (Z- N) katalizatori i Z-N stereospecifične polimerizacije. Karl Ziegler, njemački znanstvenik, direktor Max Planck instituta za istraživanje ugljena u Mülheimu, uz veliki broj otkrića, godine 1953., otkiro je novi postupak polimerizacije etilena u linearni polietilen, pri blagim reakcijskim uvijetima uz katalitičke komplekse spojeva Ti/Al. Giulio Natta, talijanski znanstvenik, direktor Instituta za industrijsku kemiju sveučilišta u Milanu, istraživao je pretežito katalitičke petrokemijske procese a 1954. polimerizacijom propilena preinačenim Ti/Al katalizatorom prvi je dobio izotaktni propilen. Postavio je mehnizme stereospecifičnih polimerizacija i utvrdio molekularne strukture organiskih polimera. Od otkrića, navedeni organometalni katalizatori stalno se usavršavaju kao i odgovarajući proizvodni procesi što je dovelo do velikog povećanja proizvodnje polimernih materijala. Tijekom 1980-tih dolazi do otkrića i promjene nove skupine, organometalnih tzv. metalocenskih katalizatora na temelju kompleksa supstituiranih diciklopentadiena i prijelaznih metala kao Zr, Hf, Sc, Th, Ti i drugih. Posebna im je prednost velika topljivost, katalitička aktivnost i stereoselektivnost. Njihovom primjenom 1986. dobiven je i proizvodi se sindiotaktni polistiren. Otkriveni su također i katalizatori na temelju kompleksa Ni, Pd, Zr i Fe s diiminskim i fenoksiiminskim spojevima koji se dobivaju poliolefini željene strukture i morfološke građe kao i mnogi kopolimeri α- olefina i polarnih monomera.

Ziegler-Natta katalizatori; metalocenski katalizatori; stereospecifične polimerizacije; poliolefini

nije evidentirano