Reactivity and immobilization of group IV single-center olefin polymerization catalysts

Promotie: mw. E. Novarino, 13.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Reactivity and immobilization of group IV single-center olefin polymerization catalysts

Promotor(s): prof.dr. B.L. Feringa, prof.dr. B. Hessen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Silicadragers voor enkelvoudige component olefine polymerisatiekatalysatoren

Elena Novarino ontwikkelde een makkelijk reproduceerbare en kwantificeerbare werkwijze om goed gedefinieerde silicadragers met daaraan verbonden gefluorineerde boraatanionen te maken. Deze zouden een goede basis moeten geven voor gedetailleerd, kwantitatief onderzoek naar de eigenschappen van geïmmobiliseerde kationische overgangsmetaalkatalysatoren.

De meeste commercieel geproduceerde kristallijne polyolefinen worden gemaakt op fabrieksschaal in slurry- of gasfase processen. Voor het verkrijgen van de gewenste productmorfologie is het noodzakelijk dat de polymerisatiekatalysator aan een vaste drager (support) is bevestigd. Daarom is er grote belangstelling voor de ontwikkeling van geschikte en goed gedefinieerde dragers voor enkelvoudige component olefine polymerisatiekatalysatoren.

Het belangrijkste doel van de immobilisatie van metallocenen katalysatoren is het versmelten van hun enkelvoudige eigenschappen (zoals hoge activiteit, nauwe moleculaire gewicht verdeling en stereoselectiviteit) met de voordelen van katalysatordragertechnologieën (goede morfologie, hoge bulk dichtheid). Hoewel er in de loop der tijd verscheidene katalysatorsystemen ontwikkeld zijn, is er weinig bekend over het effect van immobiliseren op de eigenschappen en stabiliteit van actieve centra.

De houdbaarheid van kationische overgangsmetaal polymerisatiekatalysatoren blijkt te worden verlengd door intramoleculaire coördinatie van olefinesubstraten zoals CH2=CH-(CH2)nSR, met daarin ingebouwde Lewis base functionaliteit welke samen een stabiel chelaat vormen. Op deze wijze kan de transformatie van de geactiveerde species tijdens gedefinieerde tijdsintervallen via NMR spectroscopische technieken bestudeerd en gekwantificeerd worden.

Een goed compromis tussen thermische stabiliteit en reactiviteit bereikte Novarino door de lengte van de spacer tussen de Lewis base en olefine-eenheid groter te maken. Hierdoor neemt de sterkte van de intramoleculaire coördinatie af, waardoor een minder stabiel chelaat ontstaat dat makkelijker reageert met ethylene.

Elena Novarino (Italië, 1978) studeerde industriële chemie in Turijn. Haar promotieonderzoek deed zij bij de Rijksuniversiteit Groningen, bij het Stratingh Institute, Molecular Inorganic Chemistry. Het werd gefincierd door DPI (Dutch Polymer Institute). Inmiddels werkt zij in Duitsland bij een bedrijf als scheikundig onderzoeker development.