Polymerisation von Ethylen und 1-Olefinen in wässrigen Medien mit ...

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Einleitung
Sogar Dispersionen von Polyurethanen werden kommerziell hergestellt, entweder als
sekundäre Dispersion oder über die Polyaddition von Präpolymeren in wässrigen
Systemen. 2,18
Von allen Polymerisationsmethoden bietet jedoch die katalytische Polymerisation
zweifelsohne die umfangreichsten Möglichkeiten zur Mikrostrukturkontrolle. Insbesondere
können die Stereoregularität und die Zusammensetzung des Polymers reguliert werden. Auch
eine lebende Polymerisation und die Synthese von Blockcopolymeren ist möglich. 19-22
In Bezug auf die einsetzbaren Monomere ist die katalytische Polymerisation weitgehend
komplementär zu den vorher genannten Polymerisationstechniken.
Die für die industrielle Polymerisation von Olefinen und Dienen eingesetzten Ziegler oder
Philips-Katalysatoren 23 sind ausgesprochen empfindlich gegenüber polaren Reagenzien. Die
verwendeten Komplexe basieren auf Metallzentren früher Übergangsmetallen („früh“ in
Bezug auf ihre Position auf der linken Seite des d-Blocks im Periodensystem der Elemente),
wie etwa Ti, Zr, Cr und V, die sehr oxophil und reaktiv gegenüber Wasser sind.
Dies verhindert in der Regel die Verwendung in wässriger Lösung oder in wässriger
Emulsion. Nur in wenigen Fällen gelang dies, und dann auch nur unter besonderen
Bedingungen. Beispielsweise wurde schon von der Umsetzung von Styrol zu
syndiotaktischem Polymer mit einem Metallocen-Katalysator in einer suspensionsartigen
Polymerisation berichtet, wobei aber eine Verkapselung des Katalysators im Polymer durch
eine Präpolymerisation in Abwesenheit von Wasser notwendig war. 24,25
Späte Übergangsmetalle, wie etwa Ru, Co, Rh, Ni und Pd sind dagegen viel weniger oxophil
und können daher auch zur Polymerisation in wässriger Umgebung eingesetzt werden. 14,26-31
Mit diesen Metallzentren können unter passenden Bedingungen auch kolloidal stabile
Polymerdispersionen gewonnen werden.
In den letzten Jahren stieg die Zahl der Berichte über die Darstellung von Polymerlatices
mittels katalytischer Polymerisation stetig. Dabei wurden auch Studien zur
Katalysatorsynthese und –design, molekulare Mechanismen der Polymerisation und
Katalysatoraktivierung und nicht zuletzt auch über die Deaktivierung in wässrigen Medien
vorgestellt. 32-38