Makro 2 at Hochschule Reutlingen

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Was ist ein Ziegler-Natta-Katalysator?

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Aus wie vielen Komponenten besteht ein Ziegler-Natta Katalysator?

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Wie wird ein Ziegler-Natta-Katalysator aktiviert?

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Welche energetiscshen Betrachtuungen sind wichtig für die Koordinative Bindung aus Katalysator und Olefin bei der Ziegler-Natta-Katalyse?

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Warum gibt es eine cis-/trans-Isomerie beim Übergangszustand der syndiotaktischen Polymersynthese?

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Welche Reaktionsordnung besitzt eine katalytische Polymerisation?

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Was sind Metallorcene?


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Statische Copolymere:

Wie wirken sich die unterschiedlichen Geschwindigkeitskonstanten auf das entstehende Polymer aus?

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Statische Copolymere:
Wie sieht das Diagramm der azeotrope Copolymerisation aus wenn:

r1 < 1, r2 < 1, r1 = 0, r2 < 1


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Wie sieht das Diagramm der azeotrope Copolymerisation aus wenn:

r1 < 1, r2 < 1, r1 > 1, r2 > 1

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Was ist das Syntheseprinzip zur Herstellung von Pfropfpolymeren?

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was können sie über die Radikalische Pfropfung durch Kettenübertragung sagen?


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Makro 2

Was ist ein Ziegler-Natta-Katalysator?

Hierbei handelt es sich um jede polymerisationsaktive Kombination eines Übergangsmetallsalzes und einer metallorganischen Verbindung der Gruppe 1 bis 3.

Makro 2

Aus wie vielen Komponenten besteht ein Ziegler-Natta Katalysator?

Ein solcher Katalysator besteht also aus zwei Komponenten, dem eigentlichen Katalysator und einem Co-Katalysator, die zusammen einen Komplex bilden, an den sich Monomere anlagern können. Bei dem Katalysator handelt es sich um Übergangsmetallverbindungen, meist von Titan und Vanadium (die Übergangsmetalle werden auch Nebengruppenelemente genannt, sie stehen in der Mitte des Periodensystems), der Co-Katalysator ist normalerweise eine Aluminium-organische Verbindung, d.h. eine Verbindung, bei dem an ein Aluminiumatom organische Reste gebunden sind.

Makro 2

Wie wird ein Ziegler-Natta-Katalysator aktiviert?

Der Katalysator wird aktiviert, wenn zu der metallorganischen Verbindung der Co-Katalysator zugesetzt wird. Meistens ist der Katalysator nicht im Reaktionsmedium löslich und damit heterogen, er liegt als Suspension vor. Möglich sind auch fest/gasförmige Systeme.

Makro 2

Welche energetiscshen Betrachtuungen sind wichtig für die Koordinative Bindung aus Katalysator und Olefin bei der Ziegler-Natta-Katalyse?

  • Energetische Betrachtung
    1. Bindung zwischen Olefin und Titan darf nicht zu stark sein da sonst keine Katalyse mehr stattfindet
    2. Bindung darf nicht zu schwach sein da sonst keine Anlagerung des Monomers stattfindet
    3. Es muss also der Richtige Katalysator für die eingesetzten Monomere verwendet werden

Makro 2

Warum gibt es eine cis-/trans-Isomerie beim Übergangszustand der syndiotaktischen Polymersynthese?


  • Katalysatorsystem ist bei flüssig Katalysatoren frei zugänglich, wodurch sich die Methylgruppe am Propylen frei ausrichten kann


Makro 2

Welche Reaktionsordnung besitzt eine katalytische Polymerisation?

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist immer nur von der Ausgangskonzentration der Katalysatormenge abhängig. Sie ist unabhängig von der Olefinkonzentration.

--> katalytische Polymerisationen sind immer 0. Ordnung

Makro 2

Was sind Metallorcene?


Es handelt sich um sandwichartige Moleküle aus zwei Kohlenwasserstoff-Ringsystemen (sogenannten Aromaten), zwischen denen ein Übergangsmetallatom wie Eisen oder Zirkonium schwach gebunden ist. Dort bildet sich das aktive Zentrum. Es besteht aus dem Metall-Kation und einem Cokatalysator-Anion.

  • Flüssig Katalysatoren
  • Kein Reinigungsschritt notwendig, aufgrund geringer Konzentration des Katalysators
  • 4-Zentren-Übergangszustand wie bei Ziegler-Natta-Katalysatoren
  • Katalytische Aktivität 10 – 100-mal höher als von klassischen Ziegler-Natta-Katalysatoren

Taktizität des Polymers wird durch Aufbau des Katalysators bestimmt

Makro 2

Statische Copolymere:

Wie wirken sich die unterschiedlichen Geschwindigkeitskonstanten auf das entstehende Polymer aus?

  • Fälle:
    1. k11 >>k12 und k22>>k21 Polymermischung, keine Copolymer
    2. k12 >> k11 und k21 >> k22 Copolymer mit alternierender Abfolge der Monomerbausteine
    3. k12 = k11 und k22=k21 Einbaufähigkeit hängt lediglich von Monomerkonzentration ab, ideale Mischpolymerisation

Makro 2

Statische Copolymere:
Wie sieht das Diagramm der azeotrope Copolymerisation aus wenn:

r1 < 1, r2 < 1, r1 = 0, r2 < 1


Polymerisation hört auf sobald M2 in Folge der azeotropen Polymerisation verbraucht ist

Makro 2

Statische Copolymere:
Wie sieht das Diagramm der azeotrope Copolymerisation aus wenn:

r1 < 1, r2 < 1, r1 > 1, r2 > 1

ist bei der radikalischen Polymerisation nicht bekannt, Polymergemisch würde entstehen

Makro 2

Was ist das Syntheseprinzip zur Herstellung von Pfropfpolymeren?

Syntheseprinzip

  • Auf das Ausgangspolymer, das die Haupt- oder Rückgratkette bildet, wachsen Seitenzweige auf
  • Vorgebildetes Polymer wird als Seitenkette mit der Hauptkette verknüpft
  • Copolymerisat von Makromonomer (Makromoleküle sind polymerisierbare Endgruppen) mit niedermolekularen Monomeren

Makro 2

was können sie über die Radikalische Pfropfung durch Kettenübertragung sagen?


  • Wichtigste Herstellungsmethode
  • Das Rückgratpolymer wird im aufzupfropfenden Monomeren (den Pfropfmonomeren) gelöst, ggf. durch Vermittlung eines Lösemittelsund löst eine radikalische Polymerisation mittels Initiation aus
  • Dabei entreißt das entstehende Primärradikal oder auch das wachsende Polymerradikal dem Rückgratpolymer ein Atom, so das ein Startzentrum für das Aufwachsen eines Seitenzweigs gebildet wird
  • Es bildet sich immer ein Gemisch da nicht nur dem Rückgrat, sondern auch dem Monomer ein Atom entrissen werden kann
  • Kettenübertragung ist abhängig von der Übertragungskonstante KÜ (KÜ   ̴ ca. 10-5)

->  Gemisch aus Pfropfpolymer und linearen Polymeren entsteht

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