CATALYSEURS MÉTALLOCÈNES

Les métallocènes en catalyse de polymérisation

Le métallocène du titane, ou titanocène, n'est pas capable de polymériser seul, puisque c'est un composé stable. Pour le déstabiliser, c'est-à-dire modifier ses liaisons et ses propriétés électroniques, on utilise un activateur. Par analogie avec les systèmes catalytiques Ziegler-Natta dérivés du chlorure de titane, qui servent pour la polymérisation industrielle de l'éthylène et du propylène, on a tout d'abord associé au titanocène un composé organométallique comme le triéthylaluminium. Celui-ci polymérise alors l'éthylène, mais si lentement qu'il faut plusieurs heures pour construire une chaîne de 100 unités. Un tel comportement est intéressant pour les études de laboratoire, car il laisse le temps de l'observation, mais devient inacceptable pour les applications industrielles. Walter Kaminsky et Hansjörg Sinn ont découvert, à la fin des années 1970, que si l'on utilisait comme activateur le méthylaluminoxane (MAO), produit de condensation du triméthylaluminium avec l'eau, on multipliait la vitesse de polymérisation de l'éthylène d'un facteur de l'ordre du million. Dans ce contexte, chaque molécule de titanocène peut produire plusieurs milliers de chaînes par heure. En passant au zirconium, métal qui se trouve sous le titane dans la classification périodique des éléments, on gagne encore un ordre de grandeur au moins. Avec 1 gramme de complexe, on peut ainsi produire 1 tonne de polymères en une heure.

Catalyseurs métallocènes : le méthylaluminoxane

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Le principal activateur des métallocènes : le méthylaluminoxane. Ce cocatalyseur est un petit polymère (à gauche) présentant une structure complexe (à droite). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Catalyseurs métallocènes : ferrocène et zirconocène
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Catalyseurs métallocènes : obtention du cyclopentadiényle
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Catalyseurs métallocènes : le méthylaluminoxane
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Catalyseurs métallocènes : structure d'un métallocène
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