Polyetheen met kop is beter te kleuren
NWO-Onderzoekers aan de Rijksuniversiteit Groningen hebben een nieuwe
variant van het veelgebruikte plastic polyetheen gemaakt. Elk molecuul
van het nieuwe polyetheen heeft een aangepaste kop die gemakkelijk
hecht aan vreemde moleculen, bijvoorbeeld kleurstoffen. Een
katalysator speelt een dubbelrol in de vorming van het plastic.
Polyetheen is een kunststof waarvan de eigenschappen moeilijk zijn te
beïnvloeden. De stof is chemisch inert. Het is lastig er andere
stoffen aan te koppelen die de kunststof bijvoorbeeld kleuren. Dat de
eigenschappen van de kunststof niet zo goed te beïnvloeden zijn, maakt
het relatief milieuvriendelijke polyetheen minder geschikt voor veel
toepassingen. NWO-onderzoekers zijn er in geslaagd om op
laboratoriumschaal een polyetheen te maken dat wel goed hecht met
andere stoffen. Al tijdens de polymerisatie krijgt elk
polyetheenmolecuul een aanhechtingspunt aan de kop van het langgerekte
molecuul. Het zo geproduceerde polyetheen is nog niet sterk genoeg
voor toepassingen. Daarvoor zijn de koolstofketens te kort, gemiddeld
iets meer dan honderd koolstofatomen, terwijl voor een goed plastic
een lengte van zo´n duizend atomen is vereist.
Het onderzoek richtte zich op een katalysator die van gasvormig etheen
het plastic polyetheen maakt door losse etheenmoleculen aan elkaar te
rijgen. De gebruikte katalysator kan polyetheen maken, met als
beginpunt een speciale kop. De kop, het molecuul thiofeen, verleent
het plastic na afloop de eigenschap dat het goed hecht aan andere
stoffen. De katalysator is een organische verbinding met yttrium, een
metaal dat tot de zeldzame aarden behoort.
De katalysator speelt een dubbelrol. Eerst koppelt hij een
thiofeenmolecuul aan een etheen en daarna zet hij de
etheenpolymerisatie in gang. Hierbij worden de etheenmoleculen aan
elkaar geregen tot een keten. Dit proces stopt als een nieuw
thiofeenmolecuul aan de katalysator bindt en daarbij een
waterstofatoom aan het laatste etheen afstaat. De cyclus kan dan
opnieuw beginnen. Op deze manier stuurt de katalysator de
polymerisatie, zonder daarbij zelf te worden verbruikt. De polymeren
werden gemaakt in het KOP-centrum van de Rijksuniversiteit Groningen.
KOP betekent hier Katalytische Olefine Polymerisatie. Het centrum is
opgezet om nieuwe soorten polymeren te maken op laboratoriumschaal.
Voor de polymerisatie gebruiken de onderzoekers autoclaven, dat zijn
hoge-drukvaten, en speciale glasapparatuur, een zogeheten schlenklijn.
De katalysatoren mogen tijdens de productie van polymeren niet met
zuurstof in aanraking komen wat laboratoriumexperimenten bijzonder
lastig maakt. In een schlenklijn wordt de apparatuur voor elk
experiment vacuüm gezogen, waarna er zuiver stikstof over wordt
geblazen. De onderzoekers gebruikten NMR om te bevestigen dat elke
polyetheenstreng een functionele kop had.
Nadere informatie bij:
* drs. Stéphanie Ringelberg, (RUG, vakgroep Organische en Moleculaire Anorganische Chemie)
* tel. 070 3374482 (werk)
* e-mail ringelberg_sn@hotmail.com of srgg@cbs.nl
* Promotie 1 juni