בסינתזה פולימרית, הזרז אינו רק כלי להאיץ את התגובה - הוא הסוכן העיקרי המכתיב את הארכיטקטורה של שרשרת, סדר קריסטל, ובסופו של דבר את ההתנהגות הפיזית של החומר.הבחירה של זרז ספציפי קובע את חלוקת המשקל המולקולרית, סטרטגאזי, התעמלות, עמידה בתדירות, ורצף המיקרו-תרבותי הזה מתורגם ישירות לנכסים מכניים כגון עשרות, שיטות פעולה אופטיות, ואפקטים מדויקים של אלקטרוניקה, ואפקטים, ואפקטים אופטיים, בין חומרים אופטיים, לבין מודלים אופטיים, לבין מודלים אופטיים, לבין מודלים אופטיים, לבין מודלים אופטיים, ואפקטים, ואפקטים, על ידי מודלים אופטיים, על ידי מודלים אופטיים, על ידי מודלים אופטיים, על ידי מודלים אופטיים, על ידי מודלים אופטיים, על ידי מודלים של שיטות פעולה אופטיים, על ידי מודלים של שיטות פעולה אופטיים, על ידי מודלים אופטיים, על ידי מודלים אופטיים, על ידי מודלים אופטיים, ואפקטים, על ידי מודלים אופטיים, על ידי מודלים של שיטות פעולה אופטיים אופטיים, על ידי מודלים אופטיים, ואפקטים, על ידי מודלים של שיטות פעולה אופטיים, על ידי מודלים אופטיים אופטיים, ואפקטים, ו

הבנת Catalysts ב Polymerization

זרז מספק מסלול תגובה חלופי עם אנרגיה הפעלה נמוכה יותר, המאפשר פולימריזציה להמשיך בשיעורים מבוקרים בתנאים קלים יותר. בכימיה פולימרית, זרזים גם להפעיל שליטה סטריאוכימית על שילוב מונומרן ולהסדיר את אירועי סיום שרשרת.המערכות הקטליטיות הנפוצות ביותר נופלות לכמה משפחות, כל אחת מהן מציעה שליטה נפרדת על מיקרו-פולימר.

זיגלר-נטטא Catalysts

מתפתח בשנות החמישים על ידי קרל זיגלר וג'וליו נטוטה, אלה זרזים נקודתיים בדרך כלל מורכב מחלף מתכת halide (למשל, TiCl4) בשילוב עם זרז איברים אונומינומי (למשל, Al(C2H5), הם משמשים נרחב לייצור של תורמי פוליפרן ופוליאתיות.

Metallocene Catalysts

זרז מתכתי הם מערכות חד-אתרי הומוגניות המבוססות על מתכת מעבר (למשל, zirconium, titanium, Hafnium) כריכים בין שתי טבעות cyclopentadienyl מופעל על ידי מבנה מתכת-alyst ממוקם כמו methylaluminoxane (MAO), הם מספקים שליטה דומה על אדריכלות פולימרים.

Free-Radical Catalysts

פולימריזציה הנדסית חופשית מסתמכת על אינליטיטורים כגון תחמוצות או תרכובות azo כי להיפטר כדי ליצור רדיקלים. שיטה זו פשוטה ורב-תכליתית, המשמשות עבור סטיילרן, ויניל chloride, methyl methacrylate, ו acrylates-buterlinlates (למרות פולימרומריאטיס רדיקלים) יכול לייצר שליטה מוגבלת על מיקרואקטיבי (PEORous) עם חסכונית) עם שרשראות נמוכות יותר ויותר (למשל, אך חומרים פולימרים) עם זאת, אך חומרים פולימרניים) עם זאת, אך חומרים כימיים (דלקתיים) עם זאת, אך חומרים כימיים) הם יכולים לייצר חסכוניים) עם זאת, אך חומרים כימיים-אמפיריים) באופן קיצונים גבוהים יותר) עם זאת, אך חומרים כימיים (דלקתיים) עם זאת, אך חומרים כימיים (דלקתיים) הם יכולים לייצר חסכוניים) עם זאת, אך חומרים כימיים (דלקתיים) עם זאת, אך חומרים נוגדי חומצה פולימרוריד) באופן קיצונים גבוהים יותר מדיקולארית) באופן טבעי (דלקתיים (דלקתיים) הם יכולים לייצר חסכוניים) עם זאת, אך הם יכולים לייצר חסכוניים) עם זאת, אך חומרים כימיים (דלקתיים

אתר יחיד Non-Metallocene Catalysts

מעבר למתכתוינס, משפחה מגוונת של זרזים חד-פעמיים המבוססים על ligands כגון phenoxyimines (FI זרז), זרפינינים, ו-α-diimines צמחו.מערכות אלה מציעות שליטה מיקרו-מבנהית ייחודית.לדוגמה, ניקל וגמיליפינים אלסטינים יכולים לייצר פוליאתן נשלטת עם ענף ארוך-מדומים ממולקולות לטמפרטורה בודדת לחלוטין, וניתן להזיזהשרירים, באמצעות אטמוספירה מלאה, וחום, עם יכולת חשמלית לחלוטין, או מגנטית לחלוטין, עם מגנטית, עם מגנטית לחלוטין, אשר עלולה לגרום לטמפרטורה חלקית.

Polymerization רדיקלי Catalysts

טכניקות כגון Atom-transfer רדיקליזציה (ATRP), תוספת הפוכה שרשרת העברת שרשרת ההעברה (RAFT) פולימריזציה, ופולימריזציה חד-חמצני (NMP) משתמשים בזרזים ספציפיים או סוכני העברת שרשרת כדי להסדיר תגובות רדיקליות.למרות שלא בדרך כלל בשימוש בייצור סחורות בקנה מידה גדול, שיטות אלה מאפשרות שליטה מדויקת על ארכיטקטורת משקל מולקולרית (NMP cosorepoly, מתרגמים חומרים מסוכנים כגון חומרים ממותיקים).

השפעה של Catalyst Selection על Micro Structure

הזרז קובע כמה פרמטרים מיקרו-מבנה מרכזיים: טקטיקה (isotactic, syndiotactic, Atactic), תואר של גבישי, משקל מולקולרי והפצה שלו, סוג ותדירות, והתפלגות רצף קונדומבר.כל פרמטר קשור באופן אינטימי לביצועים מכניים.

טקטיקות ו Crystallinity

זרז Stereoregular - במיוחד heterogeneous Ziegler-Nta וקצת מתכתlocenes - produce פולימרים שבו substituents לחזור דפוס קבוע לאורך עמוד השדרה. בפוליפרופילן, שרשראות דלקתיות דלקתיות דלקתיות לתוך ציר גבישי גבישי, נותן נקודת נמס סביב 165 מעלות צלזיוס ועשרות מודוללים מעל 1.5adiot יעיל עדיין.

אדריכלות מולקולרית ו- Molecular Architecture

צפיפות וסוג לשנות באופן דרמטי מיקרו-מבנה. Linear פוליאתילן (HDPE) המיוצר על ידי Ziegler-Nta או זרז כרום יש מעט מאוד סניפים (פחות מ 1 ל 1000 אטומי פחמן) וגבימיות עד 80%, המוביל נזילות גבוהה ו- Tenile כוח (modulus) נמוך יותר מאשר CV) לעומת 30 MPa).

משקל מולקולרי וחלוקת

סוג Catalyst מכתיב משקל מולקולרי (MW) ופולידיספרסיות (Mw/Mn) Narrow (PDI -2) מזרזי אינטרנט יחיד מובילים למורולוגיה גבישית אחידה יותר, לעתים קרובות לשפר את עוצמת ההשפעה והבהירות.חלוקות רחבות (PDI - 5–20) מזרזים קונבנציונליים יכולים לספק איזון של קשיחות ותהליכיות תהליכים: שבריריות משקל מולקולריות גבוהות לתרום, בעוד ששבריריות נמוכות משמשות לדגמי משקל בינוניים, לעתים קרובות, כמו גם שימוש בתבניות מהירות של צינורות מכניים, כמו גם עבור צינורות מהירים.

קומונומר נבואות בקוסטוימר

בחירת Catalyst שולטת אם comonomers משולבים באקראי, בלוקים, או בשינוי רצפים. אקראי copolymers (למשל, גומי ethylene-propylene, EPR) יש גבישים נמוכים וגמישות גבוהה. חסם copolymers, achievable עם חי או בועות צעיף, microphaseparate microseparate לתוך תכונות דלקתיות נדיר, 000.

כיצד מיקרו-מבנה משפיע על תכונות מכניות

ההתנהגות המכנית של פולימר היא תוצאה ישירה של תכונות המיקרו-הוריות שלה.הבנת מערכות יחסים אלה מאפשרת עיצוב רציונלי של חומרים עבור עומס, עומס אנרגיה, או יישומים גמישים.

כוח Tensile ו- Modulus

אזורי קריסטל פועלים כצלבנים פיזיים ומלאי הגשמה. Polymers עם גבישים גבוהים ורחב, spherulites ממושמע היטב להציג מודולים ראשוניים גבוהים וכוח התשואות.לדוגמה, פוליפרופילטיקן אנקטי (iPP) משרשרת חלקיקים ספציפית מאוד, אך גם יש שיפור משמעותי Zegler-Nta יש קצבה רבל ליד טרה.

התנגדות ואומץ

קשיחות - היכולת לספוג אנרגיה לפני שבר - לעתים קרובות דורש איזון של גבישיות ומולקולות עניבה זוהרות. אזורים amorphous לאפשר שפיחות שרשרת ופיזור אנרגיה, בעוד אזורי גביש מספקים נוקשות. A רחב מולקולרית חלוקת משקל יכול לשפר את הקשידות כי שרשראות ארוכות יותר לחבר lamline lamleleline lame, להרכיב מולקולות מנוגדות סדקים, לאחרונה, הוא מוגזם לייצר השפעה פוליגרפית גבוהה.

גמישות ואינסואליות

התנהגות אלסטומרית מתעוררת מרשת של רשתות גמישות עם גבישים מוגבלים או מחסומים פיזיים. Catalysts המציגים stereoכימיה בלתי סדירה או שליטה ענף לייצר פולימרים amorphous עם טמפרטורות מעבר זכוכית נמוכות. לדוגמה, ethylene-octene copolymers שנעשו עם זרז מתכתlocene יש ענף קצר שרשרת כי מדכא גבישים, וכתוצאה מכך חומרים רעילים, כמו גם זרז אדפטומטרסטיק או זרז אמיתי, כמו גם על פני כדור חזק.

נכסים ארסיים

טמפרטורת מללינג (Tm) וטמפרטורת המעבר זכוכית (Tg) נקבעים על ידי הממשק של קבוע שרשרת, צפיפות סניף, משקל מולקולרי. Highly isotactic פוליפרופילין מתמס קרוב 165 מעלות צלזיוס; צמצום אינטיות ל-90% עלולים להוריד Tm עד 158 ° C. באופן דומה, הגדלת רמות ההיתוך על ידי צמצום עובי קריסטל.

תוצאות חיפוש ב-Catalyst Selection

HDPE ל-LLDPE: התאמת פוליאתילן

פוליאתילן גבוהה (HDPE) מיוצר עם Ziegler-Nta או זרז זרז כרום זרז זרז זרז זרז, מניב שרשראות ליניאריות עם מעט סניפים.יש לו נוקשות גבוהה וכוח, מה שהופך אותו מתאים לבקבוקים, צינורות, ו crates. כאשר גמישות והתנגדות ל-crack-crack יש צורך, ליבת נמוכה (LLPE) מיוצרת על ידי כמות קטנה של מתכת אחת, אך עם 1xn-Lcagene נמוך יותר, עם תכונות מתכת עם 1xn נמוך יותר, עם 1xn נמוך יותר, 000, 000, 000, 000 קלושט נמוך יותר, 000.

Polypropylene Homopolymer ואפקט קופרומרימר

פוליפרופילן הומופולמר מזרז פעילות גבוהה זיגלר-נטה מציג נוקשות מעולה והתנגדות חום אבל התנגדות השפעה ירודה בטמפרטורות נמוכות. על ידי שילוב ethylenelene כמו קונומר במהלך שלב כור שני, השפעה copolymers מיוצרים.הזרז חייב לשרוד את תהליך שני שלבים לייצר חלקיקים מפוזרים באופן אחיד במפרקטיקן הומוגני.

Thermoplastic Elastomers: Olefin- Based Block Copolymers

יישום פורץ דרך של עיצוב זרז הוא הייצור של בלוק אולפן copolymers (OBCs) באמצעות זרזי צעיף-של שרשרת. בתהליך זה, שני זרזים פועלים ב- tandem - אחד שמייצר קשה, סמיקריסטל ethylene-octene copolymers ו- Another המייצר רכה, amorphous e-octene coperrepomiclym - בעוד ש-poreblocksive שרשרת הוא שינוי קשה בין מחסנים פולימרניים.

שיקולים מעשיים עבור Catalyst Selection בתעשייה

בעת בחירת זרז עבור כיתה פולימר מסחרי, יצרנים חייבים לאזן שליטה מיקרו-מבנה עם כלכלה תהליך. זרז יחיד מציעים תכונות גבוהות יותר אבל לעתים קרובות דורשים מונומרים טוהר גבוה יותר ומבצעים יקרים. heterogeneous Ziegler-Ntas נשאר דומיננטי עבור פוליאו-fin גדול כרכים, בשל העלות הנמוכה שלהם, פעילות גבוהה, והיכולת לייצר אבקות עם מורפולוגיה טובה עבור תפעול, בשנים האחרונות, ביצועים מגנטיים, אשר נתמך על ידי מגנטיים, אשר ניתן לטבולית, אשר ניתן להגדיל את עלויות מתכתי, ורחבה, אשר ניתן על ידי מגנטית, 000.

גורם נוסף הוא הרגישות של הזרז לזיהומים ופוטנציאל לעזוב שאריות.עבור אריזה מגע מזון או מכשירים רפואיים, זרזים חייב להיות נבחר כדי למזער את המיצויים ולהבטיח עמידה בסטנדרטים רגולטוריים.בנוסף, ביצועים זרז בזחלים, גז-phase, או פתרון מכתיב גודל חלקיקים פולימרי ודחיסות חלקית - פרמטרים המשפיעים על תרכובת הזרם ותבניות.

עיצוב עתידי ב- Polymer Catalyst Design

המחקר ממשיך לדחוף את הגבולות של בקרת מיקרו-מבנה. זרזי מתכת מאוחרים, כגון אלה המבוססים על ברזל, קובלט או ניקל, מפותחים כדי שיוכלו לייצר פוליאתילן מעונף מאוד בעלות נמוכה. Photo-catalyzed ואלקטרוכימיזציה יזמית אפילו מתעוררות כדרך להשיג שליטה מרחבית וזמנית על שרשרת צמיחה, המאפשרת מבנים חדשים לתוספת חכמה יותר, כמו גם חומרים מנבאים של תאים מתאימים, כמו גם על ידי יכולת חיזוי של תאים.

מסקנה

ההשפעה של בחירת זרז על מיקרו-מבנה פולימרי ותכונות מכניות היא עמוקה ורב-פנים. מן הסטריאוגרליות המובאת על ידי מערכות זיגלר-נטה להתפלגות המשקל המולקולרית הצרה של מתכת ובקרת החיסרון חסרת תקדים של מסובכות מעבר מאוחרת, כל משפחה זרז מציעה מנוף ייחודי עבור חומרים.הבנת מערכות יחסים אלה גורם-אפקטיביים ומהנדסים להתאים ליישומים מתקדמים, רק כדי לפתח יישומים מכניים מתקדמים, כמו גם חומרים מכניים מתקדמים, רק כדי לשפר את הביצועים מכניים מתקדמים של חומרים מכניים.