Un grupo de químicos de la RUDN e INGS RAS han analizado un nuevo método para producir polietileno súper fuerte

Un grupo de químicos de la RUDN e INGS RAS han analizado un nuevo método para producir polietileno súper fuerte

El nuevo método de producción de polietileno ha permitido duplicar la longitud de las cadenas de etileno en comparación con los métodos existentes de producción de polímeros. Para hacerlo, los autores han sintetizado nuevos tipos de reactivos. Los resultados obtenidos por el químico de la RUDN a partir del estudio de la estructura de los productos de síntesis permitirán obtener un material más fuerte y flexible.

El polietileno es una red de cadenas de etileno enlazadas. Cuanto más largas sean las cadenas incluidas en el polietileno, más resistente será la red de polietileno a las tensiones y esfuerzos. Tales propiedades son necesarias, por ejemplo, para la producción de bioprótesises. Las cadenas de etileno se obtienen mediante una reacción de polimerización, que se caracteriza por una acumulación gradual de moléculas de etileno en el extremo elongador de cada cadena de polietileno. La reacción de polimerización se realiza debido a la participación del iniciador y del catalizador, lo que resulta en el crecimiento de las cadenas de etileno.

Los autores han propuesto cambiar la composición química de las sustancias implicadas en las reacciones para sintetizar cadenas etílicas más largas, y por lo tanto polietileno más duradero, sin aumentar la temperatura de reacción.

Los químicos han podido sintetizar tres complejos de catalizadores que contenían átomos de neodimio. En el curso de la reacción de polimerización, interactuaron con el átomo de magnesio, que es parte del iniciador de la reacción.

Los químicos comenzaron a experimentar con el iniciador de la reacción, ampliamente utilizado, basado en el magnesio, que asegura el crecimiento de las cadenas de etileno a bajas temperaturas (por debajo de 100°C). Inclyuó cuatro grupos alquílicos, dos por cada átomo de magnesio. El uso de este iniciador en la reacción de polimerización a una temperatura de 40°C permitió obtener cinco cadenas de etileno de longitud de 16-20 moléculas. Al aumentar la temperatura de la solución hasta 80°C, los químicos sintéticos obtuvieron cadenas de etileno de 70-150 moléculas de longitud. Pero estas cadenas resultaron ser inestables y se descompusieron en componentes cortos.

Los químicos concluyeron que para la síntesis de cadenas largas pero estables de etileno era necesario no cambiar los parámetros físicos (presión y temperatura) de la reacción, sino utilizar otro iniciador de la reacción, de modo que cada grupo alquilo estuviera combinado con un solo átomo de magnesio. Consiguieron crear tal iniciador e iniciar la reacción de polimerización sobre su base. Como resultado de la experiencia, los autores obtuvieron tres cadenas de polietileno de hasta 46 moléculas de longitud a 40°C. Las muestras de polietileno obtenidas fueron más flexibles y duraderas que las basadas en tecnologías anteriores

Los tres catalizadores en combinación con su nuevo iniciador proporcionaron resultados similares: cadenas de polietileno de hasta 46 moléculas de longitud. Esta conclusión fue confirmada no sólo por los resultados de las pruebas, sino también porel modelo molecular creado por los autores de la publicación.

La muestra de polietileno sintetizada por el nuevo método resultó ser más duradera y flexible en comparación con el polietileno creado sobre la base del iniciador tradicional de la reacción. La tecnología tiene una perspectiva de aplicación industrial en la producción de plásticos para alimentos y bioprótesises.

El artículo fue publicado en la revista Organometallics.

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