Tecnologie chimiche industriali - Soluzione (14587)

Soluzione

PERITI CHIMICI

Quesito 1

Quesito 2

Tabella Dati

x y y=R*x/(R+1)+Xd/(R+1)

0,00 0 0,4060

0,10 0,375 0,4643

0,20 0,55 0,5226

0,30 0,675 0,5809

0,50 0,84 0,6975

0,70 0,9 0,8141

0,85 0,95 0,9016

1,00 1 0,9890

Costruzione grafica per il calcolo del N° degli stadi di equilibrio

1 curva di equilibrio

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

y rette di lavoro

0,4

0,3 circa 8 stadi

0,2

0,1

0

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00

x

Quesito 3

Tra i processi in cui le presenza del catalizzatore riveste particolare importanza si può senz’altro

considerare la polimerizzazione stereospecifica del propilene con l’uso di catalizzatori Ziegler –

Natta.

L’etilene può essere polimerizzato con meccanismo radicalico. A causa della scarsa selettività tipica

dei radicali, il polimero ottenuto risulta ramificato, prevalentemente amorfo e a bassa densità. Se si

prova a polimerizzare il propilene con meccanismo radicalico si ottiene solo un olio viscoso, a

massa molare non elevata.

Dopo la 2a guerra mondiale Ziegler sviluppo dei catalizzatori a base di cloruro di titanio e alluminio

alchili. Il meccanismo non era più radicalico ma anionico. Si otteneva così un polimero altamente

lineare, dalle migliori proprietà meccaniche ed ad alta densità. Poco dopo Natta modificò i

catalizzatori di Ziegler e li applicò alla polimerizzazione del polipropilene, ottenendo un polimero

ad alta cristallinità. Natta riconobbe che l’elevata cristallinità del polipropilene, così ottenuto, era

dovuta alla stereoregolarità delle catene polimeriche in cui prevaleva la stessa configurazione del

carbonio asimmetrico. Natta definì tale polimero isotattico, era nata la polimerizzazione

stereospecifica. Ziegler e Natta vennero insigniti del premio Nobel nel 1963.

H H H

CH CH CH CH

H 3 3 3 3

H H H H H

H H H

Polipropilene isotattico

Il polipropilene isotattico presenta superiori proprietà meccaniche e di resistenza alla temperatura

rispetto al polietilene. I manufatti in polipropilene si possono sterilizzare in autoclave e con il

polipropilene si possono ottenere fibre resistenti all’usura.

I primi processi operavano in presenza di un solvente in cui era solubile il monomero e il polimero

atattico (non stereoregolare) formatosi, mentre il polimero isotattico era insolubile e si separava per

centrifugazione. In uno dei processi più recenti si opera in condizioni tali per cui il monomero in

eccesso resta in fase liquida e fa da solvente, mentre il polimero formatosi resta sempre insolubile.

Il meccanismo catalitico, di polimerizzazione anionica coordinata, non prevede reazioni di

terminazione, per cui, se non si disattiva il catalizzatore, una volta esaurito il monomero, la

polimerizzazione può riprendere aggiungendo altro monomero. Tale proprietà è sfruttata per

realizzare polimeri eterofasici. Su un nucleo di polipropilene isottattico ad elevata cristallinità, si

può far crescere uno strato di polimero amorfo, migliorando così la resilienza dei manufatti che si

ottengono. Nella pratica è così possibile ottenere, grazie alla versatilità di questi catalizzatori, una

larga gamma di prodotti per svariate applicazioni.