Efecto del tiempo de envejecimiento de catalizadores Ziegler-Natta basados en neodimio para la polimerización de 2-metil, 1,3-butadieno

Effect of Aging Time of Ziegler-Natta Catalysts Based on Neodimium for 2-methyl, 1,3-butadiene Polymerization

El objetivo de este trabajo fue estudiar los efectos de envejecimiento del sistema catalítico versatato de neodimio/hidruro de diisobutilaluminio/cloruro de t-butilo en la polimerización de 2-metil, 1,3-butadieno (isopreno). Se evaluaron la actividad catalítica, la conversión y las características del polímero (masa molar, distribución de la masa molar y microestructura). También se estudiaron las características macro y microestructurales del poli-1,4-cis-isopreno a lo largo de la polimerización. Los catalizadores envejecidos presentan tiempos más cortos a lo largo de la polimerización y una mayor conversión que el catalizador no envejecido. Junto con la menor actividad catalítica de los catalizadores envejecidos, estos resultados apuntan a una posible desactivación de los sitios activos más sensibles. El envejecimiento del catalizador no afectó a la microestructura del polímero. A medida que avanzaba la conversión, la masa molar aumentaba con un estrechamiento de la distribución del peso molecular.

INTRODUCCIÓN

El caucho natural se genera por biogénesis y se obtiene del látex del árbol del caucho (Hevea brasiliensis). Hevea brasiliensis tiene una estructura estereorregular con sus unidades repetitivas en una configuración 1,4-cis denominada 1,4-cis-poliisopreno[1]. Debido a su adecuadamente procesado, buena resistencia mecánica, alta elasticidad y baja deformación permanente. Estas propiedades dan lugar a diversos tipos de aplicaciones como la fabricación de neumáticos, espumas, mangueras, guantes, juntas, etc[2,3]. Sin embargo, como este producto es de origen natural, la búsqueda de un contratipo sintético ha sido desde principios de la Segunda Guerra Mundial.

Dado que el principal componente del caucho natural es el 1,4-cis-poliisopreno, los catalizadores para convertir el isopreno estereoespecíficamente en polímeros sin contaminación con 1,4-trans-poliisopreno y 1,2-poliisopreno[4]. Las diversas investigaciones llevadas a cabo para aumentar el contenido de unidades repetitivas mediante sistemas Ziegler-Natta condujeron al descubrimiento de una nueva clase de catalizadores que contienen, como componente principal, un haluro o compuesto orgánico de un metal de transición del bloque f de la tabla periódica, especialmente el neodimio (Nd)[5-10]. Otro objetivo de esta investigación ha sido la búsqueda de sistemas catalíticos capaces de producir polímeros con masas moleculares más pequeñas y polidispersidad más estrecha[11].

Los sistemas catalíticos basados en neodimio dan lugar a polímeros que difieren en su aspecto óptico, estructura, propiedades y tipo de aplicación[12].