zum Directory-modus

Tutorial MenueHomogene KatalyseLerneinheit 9 von 12

Olefinoligomerisation

Einführung

Polyolefine gehören zu den wichtigsten synthetischen Polymeren. In den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts hat Hermann Staudinger (Universität Freiburg; Nobelpreis 1953) grundlegende Vorstellungen zur Struktur von Makromolekülen entwickelt. Untersuchungen zur Natrium-initiierten Polymerisation von Butadien ab 1911 haben Mitte der 20er Jahre zu den ersten brauchbaren Synthesekautschuksorten (BUNA: Butadien-Natrium) geführt. Bereits um 1930 sind die ersten industriellen Verfahren zur radikalischen Polymerisation von Vinylchlorid, -acetat und Styrol entwickelt worden.

Es gibt vier grundlegende Mechanismen, nach denen sich die Polymerisation von Olefinen vollziehen kann. Die Namensgebung leitet sich von der Natur der reaktiven Zwischenverbindung ab, wie aus dem nachfolgend wiedergegebenen Wachstumsschritt zu erkennen ist.

Radikalische Polymerisation

Radikalische Polymerisationen werden durch Radikalinitiatoren (z.B. Dibenzoylperoxid) gestartet.

Kationische Polymerisation

Als Initiatoren für kationische Polymerisationen fungieren Brønsted-Säuren (z.B. H2SO4 ) oder Lewis-Säuren (z.B. BF3 ) in Gegenwart von Wasser- oder Alkoholspuren.

Anionische Polymerisation

Als Initiatoren für anionische Polymerisationen von Dienen und Vinylverbindungen mit Akzeptorsubstituenten fungieren Basen (z.B. Natriumamid, Lithiumalkyle).

Koordinative (Metallkomplex-Katalysierte) Polymerisation

Als Katalysatoren fungieren Organoübergangsmetall-Komplexe, die aus einer Übergangsmetallverbindung und einem Cokatalysator (z.B. TiCl4 /AlEt3 ) generiert werden.

Wir werden uns im Folgenden mit der Metallkomplex-Katalysierten Polymerisation von Ethen und Propen befassen. Die radikalische Polymerisation von Ethen ist erst in der zweiten Hälfte der 30er Jahre bei der ICI (Imperial Chemical Industries, Great Britain) gefunden worden (1939: erste kleintechnische Anlage), also nach der Polymerisation von Vinylverbindungen mit elektronenziehenden Substituenten. 1954 fand Karl Ziegler (Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Mülheim/Ruhr), dass unter milden Reaktionsbedingungen Ethen mit metallorganischen Mischkatalysatoren (z.B. TiCl4 /AlEt3 ) zu Polyethylen hoher Kristallinität (HDPE: high density polyethene) umgesetzt werden kann. Hier finden Sie weitere Informationen zu Polyethylen.

Die radikalische Polymerisation von Propen zu technisch brauchbaren Polymeren erwies sich als nicht möglich. 1954 gelang es Giulio Natta (Universität Mailand) Propen mit den Ziegler'schen metallorganischen Mischkatalysatoren zu polymerisieren und den stereoregulären Aufbau des Polypropylens nachzuweisen. Die Entdeckung der metallorganischen Mischkatalysatoren und der Nachweis der stereoselektiven Polymerisation mit diesen Katalysatoren markiert den Beginn der modernen Kunststoffproduktion. Beiden Forschern ist 1963 dafür der Nobelpreis für Chemie zuerkannt worden.

<Seite 1 von 5