Plastics_5_2015

СЫРЬЕ И МАТЕРИАЛЫ П Л А С Т И К С № 5 ( 1 4 5 ) 2 0 1 5 w w w . p l a s t i c s . r u 13 а затем созданы катализаторы на осно- ве циркония, титана, ванадия, палладия, включенных в структуру координационных связей углеводородной по своей химической сути молекулы. Польза металлоценовых ка- тализаторов в процессе полимеризации за- ключается в механизме протекания хими- ческой реакции при участии металлоценов, а именно в том, что металлоцены, взаимо- действуя с электроноакцепторной группой, образуют такую интересную конструкцию, как комплекс с переносом заряда, которая способствует росту цепи полимера. В ре- зультате появилась возможность сочетания в процессе полимеризации более широкого круга сополимеров, причем не только таких как стирол, акрилаты, винилхлорид, но и гомологов норборнена, который представ- ляет собой циклический олефин и участвует в поперечной сшивке полимерных молекул. Полимеры, полученные с применением ме- таллоценовых катализаторов, получили на- звание металлоценовых полимеров. Тут надо сделать некоторое научно- историческое отступление. Дело в том, что в 1955 году Карл Циглер и Джулио Натта обнаружили, что некоторые соединения переходных металлов способны катализи- ровать полимеризацию олефинов при низ- ком давлении. Это открытие, бесспорно, обеспечило переход всей промышленности синтетических полимерных материалов на принципиально новый уровень, началась эра гомогенного катализа, а Циглер и Натта получили Нобелевскую премию по химии. Так вот, по одной из классификаций катализ на металлоценовых катализаторах является всего лишь одной из трех разновидностей катализа Циглера-Натта. Хотя при этом активность металлоценовых катализаторов в 2-5 раз превышает активность типичных катализаторов Циглера-Натта. В общем, есть какая-то родственность и неоднозначность во взаимоотношениях между металлоце- новыми катализаторами и катализаторами Циглера-Натта. Металлоценовый катализатор, как пра- вило, включает в себя еще три компонента: металлоорганический комплекс (обычно метилалюмоксан) в количестве 1-2% от массы самого катализатора, сокатализа- тор (оксид алюминия или фторированные бор-органические соединения) в избытке, носитель. Сами по себе металлоценовые соеди- нения характеризуются высоким уровнем активности в качестве катализатора, по- вышенной продуктивностью, однородной структурой, низким уровнем экстрагируе- мости. Этот послед- ний параметр имеет существенное зна- чение в сфере при- менения полимеров в медицине или пищевой промыш- ленности. Кроме того, исследования показывают, что металлоцены могут выступать в качестве сокатализаторов си- стем Циглера-Натта в процессе получе- ния полиэтилена низкого давления и линейного полиэти- лена, причем помо- гают обеспечивать регулирование комплекса свойств полимера, в том числе длину полимерной цепи, степень разветвления. Активные научные исследования в сфере органического синтеза привели к тому, что количество металлоценовых катализато- ров и соединений, продемонстрировавших такого рода способность, достигло весьма внушительной цифры, а круг соединений с химической точки зрения стал весьма и весь- ма обширен. Спецификой данной группы катализаторов, в отличие от традиционных катализаторов Циглера-Натта, является еди- ный центр полимеризации (у традиционных катализаторов Циглера-Натта имеется не- сколько центров полимеризации). Поэтому металлоценовые катализаторы получили также название single-site. Динамика производства Сообщения о внедрении технологиче- ских процессов получения металлоценовых полимеров в 1990-е годы сопровождались весьма оптимистичными и даже весьма эмоционально окрашенными высказыва- ниями. Говорили об освоении полиолефинов «второго поколения», о том, что полимери- зация с металлоценовыми катализаторами наделала много шума, о том, что это одно из наиболее значимых открытий в технологии виниловых полимеров с момента открытия полимеризации с катализаторами Циглера- Натта. Утверждалось, что применение метал- лоценовых катализаторов позволяет сделать полиэтилен пуленепробиваемым (правда, не сообщалось, о какой толщине слоя идет речь), что металлоценовый полиэтилен в недалеком будущем превзойдет по свой- ствам знаменитый кевлар, который в пять