Более эффективный метод получения полипропиленов

Новая стратегия получения полипропиленов и полимерных материалов на основе α-олефинов с большей длиной цепи позволяется надеяться на увеличение эффективности синтеза полимеров и получение материалов с контролируемой длиной полимерной цепи, и, соответственно, свойствами.

Новый процесс, разработанный в группе Лоуренса Ситы (Lawrence R. Sita) из Университета Мэриленда, позволяет химикам получить ранее недоступные производные олигомеров, которые могут найти применение в качестве моющих средств, смазочных материалов и пластификаторов.

Новый метод позволяет получать полимеры с низкой дисперсностью, что может оказаться полезным для получения легких масел с небольшой вязкостью.

Специалист по химии полимеров из Университета Калифорнии Крег Хокер (Craig J. Hawker) отмечает, что хотя на основе этилена ежегодно производятся миллионы тонн линейных олигомерных α-олефинов, близкие по строению и, возможно, более интересные по свойствам и возможностям практического применения продукты α-олефины – олигомеры пропилена – получают в значительно меньших объемах. Он добавляет, что работа калифорнийских коллег позволяет обойти сложности, возникающие при получении подобных соединений. Исследователями предложен низкотемпературный контролируемый процесс, полимеризации который может успешно применяться как в исследовательской, так и в промышленной лаборатории.

Для разработки новой методики полимеризации в группе Ситы отталкивались от двух существующих способов получения полимеров. Первый способ – живая полимеризация на катализаторах Циглера-Натты, этот способ обычно представляет собой непрерывный рост цепи полимера на молекуле металлоорганического катализатора.

Второй использованный исследователями способ, полимеризация с переносом цепи, заключается в переносе полимерной цепи на неактивное алкилпроизводное металла, например диэлцинк. Такой перенос терминирует рост одной полимерной цепи и инициирует рост другой. Относительно недавно специалисты по химии полимеров выяснили, как сделать процесс передачи растущей цепи обратимым, открыв новые возможности получения полимеров и сополимеров.

Основываясь на концепции обратимого переноса цепи, исследователи из группы Ситы использовали органические производные цинка и алюминия в сочетании с гафнийсодержащим катализатором, использующимся при получении полипропилена.

При протекании полимеризации молекула пропена внедряется между атомом гафния и существующей полимерной цепью. Растущая цепь быстро обменивается с алюминийсодержащим соединением за сет переметаллирования на цинкорганическом реагенте.

Скорость переноса полимерной цепи в системе Hf–Zn/Zn–Al много выше, чем прямой перенос в системе Hf–Al, при этом скорости всех без исключения этапов передачи цепи выше, чем скорость внедрения пропена в связь Hf–C. Это обстоятельство способствует тому, что несколько олигомерных цепей растут с одинаковой скоростью, образуя цепи с небольшим значением молекулярной массы и узким молекулярно-массовым распределением.

Полученные новым способом олигомеры могут в дальнейшем применяться для получения блок-сополимеров или функционализации по концевым группам, что позволяет получать длинноцепочечные разветвленные спирты, которые могут найти применение во многих областях.