Πολυμερή από πετρέλαιο

09.01.2008
Πολυμερισμό αιθυλενίου και προπυλενίου με πολυαιθυλένιο και πολυπροπυλένιο.

Παρά το γεγονός ότι τόσο η τεχνολογία της επιστήμης και της πολυμερούς στις
αρχές της δεκαετίας του πενήντα είχε προχωρήσει εντυπωσιακά, ήταν ακόμη να ξεπεράσουν τεράστιες προκλήσεις. Λόγω της σημαντικής προσφοράς και την
χαμηλή τιμή του πετρελαίου που παράγεται από όγκους ή «μονομερή»,
χαρακτήρισε πολυμερή υδρογονανθράκων που περιέχουν μόνο άνθρακα (C) και
άτομα υδρογόνου (H), μια δυνητικά πολύ χρήσιμη κατηγορία ουσιών. Ιδιαίτερα ελκυστικό ήταν πολυμερή από τα μικρότερα και πιο άφθονο αιθυλενίου μονομερή
και προπυλενίου, που το καθένα περιέχει δύο ή τρία άτομα άνθρακα. Η γενική δυνατότητα των εν λόγω μορίων που συνδέονται με "διπλούς δεσμούς" ζευγάρια
των ατόμων που περιέχονται σε άνθρακα, για να συνδέσετε και, επομένως, να σχηματίσουν μεγάλες αλυσίδες (βλ. το διάγραμμα παραπάνω), ήταν γνωστό για μεγάλο χρονικό διάστημα (ένα γνωστό παράδειγμα, πολυστυρένιο). Στην
περίπτωση του αιθυλενίου και προπυλενίου, όμως, αυτό παρουσιάζεται μια
τεράστια πρόκληση. Ο "πολυμερισμός" του αιθυλενίου ήταν επιτυχής, αλλά μόνο
σε αδικαιολόγητες υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις και οδηγούν σε πολυμερή με κακές ιδιότητες. Πολυμερισμός του προπυλενίου, δεν έχει ακόμη επιτευχθεί.

Ο Γερμανός χημικός Karl Ziegler, ο οποίος εργάστηκε στο Ινστιτούτο Max Planck
για τον Άνθρακα Ερευνών στο Mülheim, που ανακαλύφθηκε το 1953, ενώ
σπούδαζε οι αντιδράσεις των ενώσεων με αλουμίνιο-άνθρακα ομόλογα που την προσθήκη ορισμένων μεταλλικών αλάτων, όπως τιτάνιο ή ζιρκόνιο σε αυτές τις ενώσεις σε πολύ (επιτάχυνση ουσίες, χημικές αντιδράσεις) ενεργός "καταλύτες
για τον πολυμερισμό του αιθυλενίου κάτω από σχετικά ήπιες συνθήκες που προέκυψαν. Επειδή η αλυσίδες τους ήταν μακρύτερες και πιο σταθερές, είχε την πολυμερή που διαμορφώθηκαν με αυτόν τον τρόπο, έχει επίσης ανώτερες
ιδιότητες όπως η δύναμη, η σκληρότητα και χημική αδράνεια, που την έκανε
πολύ χρήσιμο για πολλές εφαρμογές. Με βάση την ανακάλυψη Ziegler κατέδειξε ο Ιταλός χημικός Giulio Natta του Πολυτεχνείου του Μιλάνου, επιβεβαιώνει ότι ήταν παρόμοιες καταλύτες αποτελεσματική στον πολυμερισμό του προπυλενίου. Με τη βοήθεια τους «καταλύτες Ziegler-Natta», ήταν δυνατό να ελέγξουμε το μήκος της αλυσίδας και η δομή των πολυμερών που προκύπτουν από πολυπροπυλένιο και, επομένως, τις ακριβώς περιουσίες τους. Η κατηγορία αυτών των καταλυτών που
πραγματοποιούνται, συμπεριλαμβανομένης της αξιοσημείωτη σύνθεση ενός πολυμερούς παρόμοια με φυσικό καουτσούκ.

Βιομηχανικές Εφαρμογές των «καταλυτών Ziegler-Natta» έγιναν σχεδόν αμέσως
και συνεχιζόντουσαν με διαφορετικές βελτιώσεις, για να εξαπλωθεί. Οι εν λόγω καταλύτες που παράγονται από πολυαιθυλένιο είναι τώρα ο μεγαλύτερος όγκος
των πλαστικών και, μαζί με πολυπροπυλένιο, κάνει περίπου το ήμισυ του την
τρέχουσα ετήσια παραγωγή ύψους 80 δισ. λίρες από πλαστικό και ρητίνη στις Ηνωμένες Πολιτείες. Η χρήση από πολυαιθυλένιο / πολυπροπυλένιο καλύπτει σχεδόν κάθε τομέα της βιομηχανίας και της καθημερινής ζωής, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής και υλικά κατασκευής, τα εμπορευματοκιβώτια, τα παιχνίδια, αθλητικά είδη, ηλεκτρικές συσκευές, υφάσματα, χαλιά και ιατρικά προϊόντα. Σε πολλές από αυτές τις μορφές χρήσης αντικαταστήσει πολλά από αυτά τα πολυμερή των
μορφών με χρήση άλλων ουσιών όπως το γυαλί και μέταλλο, ειδικές ιδιότητές
τους, ωστόσο, έχουν δοθεί επίσης ώθηση σε εντελώς νέες μορφές χρήσης, συμπεριλαμβανομένων των φαρμάκων σκοπούς.

Ziegler και Natta έλαβαν το 1963 το βραβείο Νόμπελ Χημείας "για τις ανακαλύψεις τους στον τομέα της χημείας και της τεχνολογίας των υψηλών πολυμερών". Στην εναρκτήρια ομιλία του, ο Ziegler υπενθύμισε τις περιστάσεις της ανακάλυψης σημαντική ανακάλυψή του και τα επιστημονικών εμποδίων που έπρεπε να ξεπεράσει και είπε: "Αλλά το πιο σημαντικό εμπόδιο θα μπορούσε να έχει υποβληθεί. Για να φανεί αυτό, θα πρέπει να εξηγήσουν το παράδοξο με περισσότερες λεπτομέρειες,
που φιλοξένησε το κρίσιμο τελευταίο στάδιο της έρευνας, ανέφερε σε «Άνθρακας Ερευνητικό Ινστιτούτο». Όταν διορίστηκε το 1943 Coal Research Institute, ήμουν σχετικά με τους στόχους που αναφέρονται στο διαταραχθεί το όνομα. Φοβόμουν
ότι θα πρέπει να επεξεργάζονται εφαρμοσμένα προβλήματα στον τομέα της εφαρμοσμένης χημείας για την αλλαγή. Δεδομένο του αιθυλενίου ήταν διαθέσιμες
στο Ruhr για την κοκαΐνη , η αναζήτηση για ένα νέο πολυαιθυλενίο, για παράδειγμα,
η περιγραφή θα ήταν σίγουρα ένα πρόβλημα. Σήμερα, ξέρω στα σίγουρα, τότε υπέθεσα ότι κάθε προσπάθεια για να επιτευχθεί ήδη από την αρχή, ένα σύνολο στόχων, η πηγή της δημιουργικότητας μου είχε στεγνώσει τελείως".

-> Επιστροφή

19.01.2009

Η πρώτη ύλη, το πολυμερές ΡΕΤ μπορεί να παραχθεί μέσω δύο διαφορετικές συνθετικές πορείες. Το αρχικό υλικό για την πρώτη επιλογή είναι τερεφθαλικό οξύ (engl. Terephthalic Acid)…

-> Επόμενο

Η επιστήμη εξηγεί πολυμερή

09.01.2008

Η ταχεία επιτυχία του βακελίτη πυροδότησε τόσο στην Αμερική και στην Ευρώπη μια σειρά από μελέτες της σύνθεσης και της καινοτομίας της.

-> Επόμενο