Olafs Daugulis, Robert A. Welch Catedrático de Química de la Universidad de Houston, dirigió un equipo que descubrió una nueva clase de catalizador para producir polietileno de peso ultra alto. Crédito:Universidad de Houston
Un equipo de químicos de la Universidad de Houston ha informado del descubrimiento de una nueva clase de catalizador para producir polietileno de peso ultra alto, una nueva fuente potencial de alta resistencia, Plástico resistente a la abrasión utilizado para productos que van desde chalecos antibalas hasta articulaciones artificiales.
El catalizador a base de níquel se describe en un artículo publicado el viernes, 25 de enero en Comunicaciones de la naturaleza .
"Esta es una clase de catalizadores completamente nueva que puede producir polietileno de peso ultra alto, "dijo el coautor Olafs Daugulis, Robert A. Welch Catedrático de Química de la UH. "Hemos demostrado que esta clase de catalizadores de níquel funciona".
Otros investigadores involucrados en el trabajo incluyen al primer autor Andrew L. Kocen, un estudiante de doctorado, y el profesor de química Maurice Brookhart. Todos están afiliados al Welch Center for Excellence in Polymer Chemistry en UH.
El polietileno se encuentra entre los plásticos más populares del mundo, derivado de gas natural y petróleo crudo y utilizado para bolsas de plástico, botellas de champú, juguetes para niños y otros bienes de consumo. Brookhart señaló que todo el polietileno comercial se produce actualmente mediante los llamados "catalizadores metálicos tempranos, "principalmente titanio y circonio. Níquel, uno de un grupo de metales conocidos como "metales de transición tardía, "es abundante y económico, haciendo así atractivos los catalizadores basados en níquel desde un punto de vista comercial.
El grupo de investigación de Brookhart informó sobre los primeros catalizadores a base de níquel para su uso en la síntesis de poliolefinas, incluyendo polietileno, a mediados de la década de 1990. Esos primeros catalizadores tenían dos moléculas a base de nitrógeno, o ligandos, ligado al níquel. En cambio, el nuevo catalizador se basa en un único ligando de fosfina.
Los investigadores informaron que el nuevo catalizador es muy activo, alcanzando 3.8 millones de pérdidas por hora, pero es relativamente de corta duración, con la polimerización disminuyendo drásticamente en aproximadamente cuatro minutos.
"Informamos aquí que el complejo tri-1-adamantilfosfina-níquel [Ad 3 PNiBr 3 ]-[Anuncio 3 PH] +, cuando se expone a activadores de alquilaluminio, polimeriza etileno a polietileno de peso molecular ultra alto (M norte hasta 1,68 x 10 6 g mol -1 ) con actividades iniciales que alcanzan unos notables 3,8 millones de rotaciones por hora a 10 ° C, " ellos escribieron.
Se necesitará más trabajo para producir un catalizador comercialmente viable, pero Daugulis dijo que la prueba de concepto ofrece un punto de partida valioso. "Todos los inventos prácticos se basan en investigaciones fundamentales, "Dijo." Ahí es donde empiezan las cosas ".
Brookhart dijo equilibrar la actividad catalítica, conocida como frecuencia de rotación, con longevidad será clave para cualquier comercialización potencial.
"Para ser comercial, un catalizador necesita una frecuencia de rotación idealmente alta y una vida útil prolongada, ", dijo." El catalizador actual tiene una frecuencia de rotación inicial excepcional, pero la vida es corta. Para ser interesante comercialmente, es necesario mejorar la vida útil del catalizador ".
