来自休斯敦大学的化学家团队报告发现了一种新型催化剂，用于生产超高重量聚乙烯，这是一种潜在的高强度耐磨塑料新来源，用于从防弹背心到人造的各种产品。关节。
“这是一种可以生产超高重量聚乙烯的全新催化剂，”共同作者Olafs Daugulis说，他是UH的化学主席，Robert A. Welch。“我们已经证明这类镍催化剂可以起作用。”
参与这项工作的其他研究人员包括第一作者Andrew L. Kocen，一名博士生和化学教授Maurice Brookhart。所有这些都隶属于UH的Welch高分子化学卓越中心。
聚乙烯是世界上最受欢迎的塑料之一，衍生自天然气和原油，用于塑料袋，洗发水瓶，儿童玩具和其他消费品。Brookhart指出，所有商业聚乙烯目前都是通过所谓的“早期金属催化剂”生产的，主要是钛和锆。镍是一组被称为“后过渡金属”的金属之一，其价值丰富且价格低廉，因此从商业角度来看，制造基于镍的催化剂具有吸引力。
Brookhart的研究小组在20世纪90年代中期报道了第一种用于合成聚烯烃(包括聚乙烯)的镍基催化剂。那些早期催化剂具有两个与镍结合的氮基分子或配体。相反，新催化剂依赖于单一的膦配体。
研究人员报告说，新催化剂具有高活性，每小时达到380万转，但相对寿命相对较短，聚合反应在约四分钟内急剧减缓。
“我们在此报道，三-1-金刚烷基膦- 镍配合物[Ad 3 PNiBr 3 ] - [Ad 3 PH] +，当暴露于烷基铝活化剂时，将乙烯聚合成超高分子量聚乙烯(M n up 他们写道，在10°C时，初始活动达到惊人的380万转换，每小时达到1.68x10 6 g mol -1。
生产商业上可行的催化剂需要做更多的工作，但Daugulis说概念验证提供了一个有价值的起点。“所有实用的发明都是基于基础研究，”他说。“这就是事情的起点。”
布鲁克哈特说，平衡催化活性(称为周转频率)与长寿将是任何潜在商业化的关键。
“为了商业化，催化剂需要理想的高周转率和长寿命，”他说。“目前的催化剂具有优异的初始周转频率，但寿命很短。为了在市场上引人注目，催化剂的使用寿命需要提高。”