Catálise Ziegler-Natta

Capítulo 1
Introdução

Os processos de polimerização de compostos orgânicos utilizando complexos de metais de transição utilizam catalisadores de Ziegler-Natta, um dos processos de catálise mais estereoespecíficos e tem recebido grandes melhorias com o passar das gerações de catalisadores.[1] Descoberta em meados de 1950, este método ganhou grande importância na área industrial; uso dos catalisadores de Ziegler-Natta, apesar de generalizado, o entendimento de seu mecanismo ainda é bastante incompreendido.[2] O método de catalisadores Ziegler-Natta consiste de metais de transição com alquil-alumínio[3], tendo um grande poder de polimerizar, oligomerar e copolimerizar α-olefinas de elevada massa molecular e poliolefinas estereorregulares.[4] Geralmente, os processos catalíticos são operados em temperaturas entre 60 e 80°C a pressão de 1 atm. Porém, alguns processos requerem temperaturas mais elevadas, como polietilenos tanto de baixa quanto de alta densidade, necessitando também de pressões mais elevadas.[5]
Em geral, os componentes essenciais dos catalisadores de Ziegler-Natta são o catalisador e o co-catalisador. O catalisador é derivado de um metal de transição, como por exemplo: TiCl4; Ti(OR)4, VCl4 e ZrCl4. O co-catalisador é um composto organometálico, geralmente aquil-alumínio, que reage com as impurezas contidas no meio reacional. São exemplos de co-catalisadores: Al(C2H5)3, Al(C2H5)2Cl e Al(C2H5)Cl2. Este componente alquila o metal de transição, dando início à polimerização. Este componente pode ser adicionado ao meio reacional interagindo somente com o catalisador. Tanto o catalisador quanto o co-catalisador não é capaz de realizar a polimerização, ou seja, um complementa o outro.[1] A maior vantagem deste método é sua capacidade de utilizar apenas um único reator para produzir polietilenos distintos. A desvantagem do método é que sua eficiência diminui quando a reatividade aumenta, causando assim o aumento das taxas de desativação; o aumento da