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Katalyse und Polymerchemie: eine Erfolgsgeschichte

100 Jahre Makromolekulare Chemie

Die Entwicklung der technisch relevanten Polymerchemie und der derzeit herrschende breite Einsatz von Polymeren in vielen Bereichen des täglichen Lebens wurde erst durch katalytische Polymerisationen ermöglicht. Generell erlaubte ein gezieltes Katalysatordesign überhaupt erst definierte bzw. komplexe Polymerstrukturen. Der Einsatz dieser hochdefinierten, aber kostengünstigen high-tech Polymere in zahllosen Anwendungen unseres täglichen Lebens wie für Elektrogeräte, im gesamten Automobilbereich, im Elektronikbereich, im Maschinenbau, im Leichtbau zeigt vom ungeheuren Potential von strukturell und materialtechnisch optimierten Kunststoffen bzw. Polymeren und damit von der großen Bedeutung der katalytischen Polymerisationen.

Warum Katalyse?

Katalytische Reaktionen stellen generell die atom- bzw. energieökonomischste Methode zur Herstellung und Umwandlung chemischer Verbindungen dar. Auch die Natur nutzt mithilfe von Biokatalysatoren (= Enzymen) die Katalyse. Es überrascht daher wenig, dass mehr als 85% aller technisch relevanten chemischen Transformationen in der chemischen Industrie auf katalytischen Prozessen basieren. In der Tat hielt die Katalyse auch in der Polymerchemie vergleichsweise früh ihren Einzug. 

Katalytische Polymerisationen

Abb. 1. Ziegler-Natta Polymerisation (Cossee-Mechanismus). © M.R. Buchmeiser

Ziegler-Natta Polymerisationen

Mit der Übertragung der „Aufbaureaktion“, welche die Insertion von Ethylen in Aluminiumalkyle beschreibt, auf in situ hergestellte Übergangsmetallalkyle und der Entdeckung der Niederdruckpolymerisation von Ethen durch Karl Ziegler begann die Erfolgsgeschichte der katalytischen Polymerisationen. Die erfolgreiche Erweiterung auf Propen und später auf Styrol, Butadien, Norbornen und andere olefinische (Co-) Monomere sowie die Realisierung stereospezifischer Polymerisationen durch Giulio Natta verlieh dieser Polyreaktion ihren Namen: Ziegler-Natta Polymerisation. Die beiden Protagonisten wurden für ihre Arbeiten 1963 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet. Dieser Reaktionstyp in all seinen Variationen stellt heute die Grundlage für die Herstellung von mehr als 200 Millionen Tonnen von Polyolefinen dar und kann als Beginn der katalytischen Polymerisation angesehen werden. Chemisch beschreibt die Ziegler-Natta Polymerisation die Herstellung von Polyolefinen mit der Niederdruckpolymerisation (1 < p

Dieser Artikel erschien zuerst auf faszinationchemie.de.

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