
Una de las líneas de nuestro grupo de investigación estudia la síntesis y caracterización de nuevos complejos metaloceno y su aplicación en polimerización catalítica de olefinas, tanto en condiciones homogéneas, como soportados. En esta memoria se ha realizado un estudio comparativo entre el complejo metaloceno [cp(ch2ch2ch2osime3)]cpzrcl2 (ry1), sintetizado y caracterizado por Repsol-ypf, y el metaloceno equivalente sin sustituyente en el anillo, cp2zrcl2. El objetivo de este estudio es ver la mejora que aporta la introducción del sustituyente ch2ch2ch2osime3 en un anillo ciclopentadienilo para la heterogeneización del metaloceno y la polimerización catalítica de olefinas en un medio heterogéneo. Para ello, se ha estudiado el modo de fijación del metaloceno sobre un soporte común, la sílice. Esta fijación se ha realizado por impregnación directa del metaloceno sobre el soporte deshidroxilado, sin tratamiento previo, y sobre otros modificados, para una mayor comprensión del modo de fijación del metaloceno al soporte. Para el seguimiento de las reacciones de fijación del metaloceno, activación y polimerización catalítica de etileno se han utilizado las técnicas de espectroscopia infrarroja y ultravioleta-visible. También se ha estudiado, del mismo modo, la forma de obtener un catalizador heterogéneo para la polimerización de olefinas, basado en el complejo ry1, que sea lo que más activo posible. Para ello se ha estudiado el uso de otros cocatalizadores y la utilización de otro método de fijación del catalizador, fijando previamente el cocatalizador y posteriormente el metaloceno. La memoria se divide en un apartado de antecedentes bibliográficos, donde se introduce a la catálisis con metalocenos y se describe el "estado del arte" de los catalizadores metaloceno soportados, desde el punto de vista académico. Posteriormente, se realiza una discusión de resultados, con su correspondiente procedimiento experimental. Finalmente, se exponen las conclusiones obtenidas del estudio realizado. Este trabajo forma parte de la investigación que se desarrolla dentro de un proyecto financiado por Repsol-ypf, titulado "síntesis y caracterización de metalocenos soportados". La reacción entre el complejo cp2zrcl2 y la sílice sio2 (773), a temperatura media, produce el anclaje del metaloceno por reacción entre los grupos silanol ácidos y los puentes siloxano reactivos de la superficie, con los enlaces zr-cl. Este proceso da lugar a enlaces -oxo de las especies circonoceno con la superficie. Por otro lado, el complejo ry1, además de fijarse del mismo modo que el cp2zrcl2, se fija también a través del grupo funcional o-sime3, presente en la cadena sustituyente de su anillo, por reacción con los grupos siloxano reactivos. Esta reactividad hace que se fije más complejo ry1 a la superficie de la sílice que el complejo cp2zrcl2. Por otro lado, esta cadena actuara a modo de espaciador vertical, dando al metaloceno soportado una disposición más similar a la del complejo en situación homogénea, mostrando asi una actividad mayor que el anterior en polimerización catalítica de etileno. Cuando la sílice fue modificada con etosime3 o con (me3si)2o, para crear una superficie con una baja concentración de grupos sime3, la reacción con el metaloceno ocurre probablemente con la eliminación de clsime3 y la formación de las mismas especies -oxo. Esta ruta conduce a un mayor contenido de circonio soportado, una situación en contraste con las sílices modificadas con organosilanos previamente descritas. Estas especies tienen una moderadamente alta actividad en la polimerización de etileno tras ser activadas con una baja concentración de mao. Altos grados de silacion con (me3si)2nh producen la desactivación de la superficie para la posterior reacción de anclaje del metaloceno a temperaturas medias. En este caso, solo se encontraron bajas actividades catalíticas. La utilización de tiba y b(c6f5)3 para la activación del catalizador, en sustitución del mao, no es una técnica efectiva, ya que en ningún caso se obtuvo un catalizador activo. Por el contrario, el usar el borato de anilinio [hnme2ph]+[b(c6f5)4]- se obtiene un catalizador heterogéneo activo en polimerización de etileno, pero no se supera la actividad mostrada al utilizar mao como catalizador. Al utilizar otra ruta de inmovilización del metaloceno, fijando previamente el mao sobre la sílice y posteriormente el metaloceno, se observa que se obtiene un catalizador más activo en polimerización de etileno para ambos metalocenos. Aquí también se puede ver como el complejo ry1 así soportado muestra una actividad mayor que el complejo cp2zrcl2. Para la preparación del catalizador soportado como para la reacción de polimerización de etileno, es más conveniente utilizar un reactor de agitación de paletas, que no destruye las partículas del soporte, dando lugar a unas partículas finales de polímero adecuadas ya que poseen una morfología bastante regular. La heterogeneización del metaloceno por impregnación directa no da lugar a un polímero de morfología regular y tamaño uniforme debido, probablemente, a una peor distribución del catalizador sobre la partícula de sílice y por la posibilidad de presentar fenómenos de "leaching" tras ser activado por mao. Esto parece que no se presenta en el caso del catalizador soportado sobre una sílice modificada previamente con mao ya que las partículas de polímero resultantes son replicas aceptables de las partículas del soporte.
Ciencias químicas
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