koordinaatiopolymerointi

Koordinaatiopolymerointi on polymeerien valmistusmenetelmä, jossa monomeerit sitoutuvat ensin koordinaatioyhteydellä metallikeskukseen ja polymeroituvat tämän jälkeen insertioiden kautta kasvavaksi ketjuksi. Yleisesti käytetyt katalyytit ovat siirtymämetalleja, usein ryhmän 4 alkuaineita kuten titaania, zirkoniumia ja hafniumia, ja ligandid voivat olla metalloceneja, constrained geometry -katalyytteja tai single-site-katalyyttejä. Menetelmä mahdollistaa korkean aktiivisuuden sekä tarkan ketjun pituuden ja stereokontrollin, mikä antaa mahdollisuuden valmistaa erilaisia polyolefiineja sekä niiden sekoitteita.

Mekanismina koordinaatiopolymeroinnissa on kaksi päävaihetta: monomeerin koordinointi metallikeskukseen ja seuraava insertio kasvavaan M–C-sidokseen, jolloin monomeeri lisätään ketjuun. Tämä toistuva insertio kasvattaa polymeeriketjua. Joissakin järjestelmissä ketju voi käyttäytyä “living”-tyyppisesti, jolloin ketjun pituutta voidaan hallita reaktioaikana ja lopullinen molekyylipaino sekä jakautuminen ovat paremmin säädettävissä.

Käytettyjen monomeerien valikoima kattaa etyleenin ja propeenin sekä lukuisia muita alifaattisia ja aryleenimonomeereja. Polarisoituneet tai elektronisesti varatut ryhmät voivat haitata katalyytin toimintaa, mikä on johtanut ligandirakenteiden ja katalyyttien kehitykseen toleranssin parantamiseksi polariteettia kohtaan. Koordinaatiopolymerointi on siten keskeinen teknologia polyolefiinien tuotannossa, tarjoten mahdollisuuksia isotaktisen ja syndiotaktisen polypropeenin sekä erilaisten comonomerien sisällyttämisen kautta saatujen materiaalien monimuotoisuuteen.