Nové směry ve výrobě plastických hmot

4.3.2002
struktura ferrocenu, jednoho z metalocenů

Trh prodeje plastických hmot má pouze ve Spojených státech objem 60 miliard USD. Každá významná inovace v této oblasti tedy slibuje velmi zajímavé finanční zhodnocení. Zdá se, že k jedné takové inovaci se schyluje právě nyní v souvislosti se zavedením nových katalyzátorů nazývaných metalloceny. Světu plastických hmot dominují polyetylén a polypropylén, společně nazývané polyolefiny, které se masově využívají od počátku šedesátých let. Jejich výhody- nízká cena, veliká pevnost a univerzálnost použití - z nich činí produkt, který pokrývá zhruba polovinu trhu plastických hmot. Polyolefiny se tradičně vyrábějí s využitím Zieger-Nattova katalytického postupu, který Karl Ziegler a Giulio Natta objevili v roce 1953 (a v roce 1963 za něj dostali Nobelovu cenu). Ten využívá titanu nebo vanadu jako katalyzátorů rozbíjejících dvojné vazby etylénu a propylénu a umožňujících vytváření dlouhých polyuhlíkových řetězců (jiný postup vyvinutý Phillips Petroleum využívá k témuž jako katalyzátoru chrómu). Tento postup má však své známé nevýhody - mřížková struktura katalyzátoru s mnoha aktivními centry způsobuje, že výsledná hmota se skládá ze směsi mnoha řetězců různých délek. Vlastnosti výsledného produktu jsou tedy vždy do jisté míry nepředpověditelné (přesné rozložení délek řetězců není možno ovlivnit) a jsou - v rámci uvedeného postupu - jen velmi obtížně modifikovatelné. To vše by se mělo změnit využitím metallocenů. Tyto katalyzátory jsou tvořeny malými částicemi kladných kovových iontů obklopených dvěma pětiuhlíkovými cyklickými řetězci. Díky tomuto tvaru umožňují realizovat katalýzu lokálně, na přesně definovaném místě. Připomínají tak malé molekulární roboty, které umožňují katalyzovat dlouhé řetězce polyolefinů přesně podle zadání. Metalloceny jsou známy rovněž z padesátých let, po dlouhou dobu byly však považovány za nevhodné pro průmyslové využití pro svou relativně nízkou aktivitu. Teprve v roce 1976 dva němečtí vědci, Walter Kaminsky a Hanberg Simm ukázali, že se tato aktivita významně zvýší přidáním kontrolovaného množství vody. Počátkem osmdesátých let se těmto dvěma vědcům podařilo navrhnout postup využívající jako přídavného činidla methylaluminoxanu (MAO), díky kterému se aktivita metallocenů zvýšila natolik, že se jejich průmyslové využití stalo reálným. Od té doby probíhal intenzívní vývoj metod založených na jejich využití (doprovázený nezbytným bojem o patenty a práva k duševnímu vlastnictví) , vedený takovými giganty jako jsou Dow Chemical nebo ExxonMobil. V současné době tvoří prodej polyolefinů katalyzovaných pomocí metallocenů pouze asi 1% objemu trhu : jejich perspektivy jsou však obrovské díky možnosti vyrábět plastické hmoty s předem definovanými vlastnostmi. Příkladem je postup, kterým chemická laboratoř Industrial Technology Reasearch Institute v Taipei vyvinula materiál pro výrobu levných, vysoce kvalitních DV disků. Není pochyb, že o metallocenech ještě hodně uslyšíme.

Odeslat komentář k článku " Nové směry ve výrobě plastických hmot "



Opište text z obrázku:

Odeslat článek " Nové směry ve výrobě plastických hmot " e-mailem

Diskuse/Aktualizace