CATALYSEURS MÉTALLOCÈNES

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Vers un contrôle de la polymérisation du propylène

Les métallocènes, activés par le MAO, sont aussi capables de produire du polypropylène. Comme la structure de ces composés ne possède aucun élément de dissymétrie qui puisse permettre de régler le placement des groupes méthyle le long de la chaîne, le polypropylène produit est totalement irrégulier. Pour le rendre régulier, il est donc nécessaire de modifier la symétrie du métallocène utilisé afin de le rendre capable de distinguer en permanence la droite de la gauche. Pour cela, on modifie les cyclopentadiènes par des groupes encombrants à des endroits choisis. À chaque étape de la réaction, les positions relatives de la chaîne du polymère en croissance, liée au métal, et du monomère qui s'approche se trouvent alors définies. Pour que cette orientation ne varie pas lors de la croissance de la chaîne, on la fige en reliant les deux tranches du sandwich par un lien rigide appelé anse ou pont. De nombreuses géométries sont donc possibles. Avec des complexes qui sont identiques après une rotation d'un demi-tour autour d'un axe, on obtient un placement de tous les méthyles du même côté de la chaîne de polypropylène, ce qui lui confère la forme d'une hélice régulière. Le polymère est alors dit isotactique. L'empilement de ces hélices constitue des cristaux de polypropylène qui donnent au polymère une grande rigidité à la flexion, caractéristique à la base de la plupart de ses propriétés. Avec un plan de symétrie unique, on obtient un placement alterné des méthyles de part et d'autre de la chaîne du polymère. Ce polypropylène, dit syndiotactique, est un nouveau polymère industriel qui ne peut être produit que par la catalyse métallocène.

Catalyseurs métallocènes : structure d'un métallocène

Catalyseurs métallocènes : structure d'un métallocène

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Structure générale d'un métallocène et ses variantes utilisées dans la polymérisation. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Catalyseurs métallocènes : type de métallocènes et structure des polymères

Catalyseurs métallocènes : type de métallocènes et structure des polymères

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Relation entre la structure du catalyseur métallocène et celle du polypropylène produit. Ce dernier est présenté à plat et uniquement par la disposition de ses groupes latéraux. Les structures régulières de types isotactique et syndiotactique peuvent cristalliser, ce qui confère aux... 

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Catalyseurs métallocènes : ferrocène et zirconocène

Catalyseurs métallocènes : ferrocène et zirconocène
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Catalyseurs métallocènes : obtention du cyclopentadiényle

Catalyseurs métallocènes : obtention du cyclopentadiényle
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Catalyseurs métallocènes : le méthylaluminoxane

Catalyseurs métallocènes : le méthylaluminoxane
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Catalyseurs métallocènes : structure d'un métallocène

Catalyseurs métallocènes : structure d'un métallocène
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Écrit par :

  • : directeur de recherche au C.N.R.S., directeur de l'UMR 140 du C.N.R.S., laboratoire de chimie et procédés de polymérisation

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«  CATALYSEURS MÉTALLOCÈNES  » est également traité dans :

CHIMIE - La chimie aujourd'hui

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 10 832 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Chimie d'organométalliques »  : […] Dans un complexe, un ou des atomes métalliques sont liés à des groupes d'atomes de nature organique : carbone, hydrogène, oxygène, azote, phosphore... Il s'agit surtout des métaux de transition, ceux du bloc  d de la classification périodique. La chimie d'organométalliques tire son importance de la catalyse homogène. Durant la seconde moitié du xx e  siècle, les catalyseurs inventés par Karl Zi […] Lire la suite

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Pour citer l’article

Roger SPITZ, « CATALYSEURS MÉTALLOCÈNES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 février 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/catalyseurs-metallocenes/