https://doi.org/10.15255/KUI.2014.016
Objavljen: Kem. Ind. 64 (7-8) (2015) 363−379
Referentni broj rada: KUI-16/2014
Tip rada: Pregledni rad
Preuzmi rad:  PDF

Šezdesetgodišnjica Ziegler-Nattinih katalizatora i stereospecifičnih polimerizacija

Z. Janović i Z. Veksli

Sažetak

Prikazana je povijest otkrića, razvitak i mogućnosti organometalnih katalizatora i stereospecifičnih polimerizacija α-olefina, diena i brojnih vinilnih monomera, Karla Zieglera i Giulia Natte, šezdesetih godina 20. stoljeća. Smatraju se najznačajnijim otkrićima u području katalize, makromolekulnih znanosti i polimernih materijala, pa su njihovim autorima 1963. dodijeljene Nobelove nagrade za kemiju. Uz biografske opise i putova njihovih znanstvenih postignuća, opisan je značaj i velik utjecaj tih otkrića na razvitak temeljnih i primijenjenih istraživanja i novih polimerizacijskih postupaka i procesa. Organometalni katalizatori kompleksi su halogenida prijelaznih metala, najčešće titanija, vanadija, kroma, kobalta, nikla i drugih, te metalnih alkila kao što je trietilaluminij, a u većini slučaja nastaju polimeri stereoregularnih struktura. Danas su još uvijek u uporabi poznati kao Ziegler- Nattini (Z-N) katalizatori i Z-N stereospecifične polimerizacije. Karl Ziegler, njemački znanstvenik, direktor Instituta Max Planck za istraživanje ugljena u Mülheimu, uz veliki broj otkrića, godine 1953. razvio je novi postupak polimerizacije etilena u linearni polietilen pri blagim reakcijskim uvjetima uz katalitičke kompleksne spojeve Ti/Al. Giulio Natta, talijanski znanstvenik, direktor Instituta za industrijsku kemiju Sveučilišta u Milanu, istraživao je pretežito katalitičke petrokemijske procese, a 1954. prvi je dobio izotaktni polipropilen polimerizacijom propilena preinačenim Ti/Al-kalizatorom. Postavio je mehanizme stereospecifičnih polimerizacija i utvrdio molekulske strukture organskih polimera. Organometalni katalizatori stalno se usavršavaju pa tijekom 1980-ih dolazi do otkrića i nove skupine tzv. metalocenskih katalizatora na temelju kompleksa supstituiranih diciklopentadiena i prijelaznih metala, posebice Zr, Hf, Sc, Th, Ti. Prednost im je dobra topljivost (homogeni sustavi), velika katalitička aktivnost i stereospecifičnost. Njihovom primjenom 1986. dobiven je i proizvodi se i sindiotaktni polistiren. Otkriveni su također i katalizatori na temelju kompleksa Ni, Pd, Zr i Fe s diiminskim i fenoksiiminskim spojevima kojima se dobivaju poliolefini željene strukture i morfološke građe kao i mnogi funkcijski polimeri, blok-kopolimeri i reaktivni oligomeri. Opisana otkrića i istraživanja organometalnih katalizatora i njihove široke uporabe svrstavaju ih u najbolje primjere razvitka i napretka u kemiji i kemijskom inženjerstvu.

Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna

Ključne riječi

Karl Ziegler, Giulio Natta, Ziegler-Nattini katalizatori, metalocenski katalizatori, stereospecifične polimerizacije, poliolefini