Florian Martin Bauers

Aqueous Catalytic Polymerization of Olefins

Catalytic conversions in aqueous environments by transition metal complexes have become a well-established field over the past two decades. However, the vast majority of investigations have focussed on small-molecule synthesis. This may appear somewhat surprising as water is a particularly attractive reaction medium, especially for polymerization reactions. For example, aqueous emulsion and suspension polymerization is carried out today on a large scale by noncatalytic free-radical routes. Polymer latices can be obtained as a product, that is, stable aqueous dispersions of polymer particles in the size range of 50 to 1000 nm. Such latices possess a unique property profile. Amongst other advantages, the use of water as a dispersing medium is particularly environmentally friendly. In comparison to these free-radical reactions, aqueous catalytic polymerizations of olefinic monomers have received less attention. However, considerable advances and an increased awareness of this field have emerged during the past few years. A variety of high molecular weight polymers ranging from amorphous or semicrystalline polyolefins to polar-substituted hydrophilic materials have now been prepared by catalytic polymerization of olefinic monomers in water. Polymer latices based on a number of readily available monomers are accessible and catalytic activities as high as 10 5 turnovers per hour have already been reported. As another example, materials prepared by aqueous catalytic polymerization have been investigated as protein inhibitors. A versatile field spanning colloids, polymer, and coordination chemistry has emerged.

High molecular mass polyethylene aqueous latexes by catalytic polymerization.

Semicrystalline microparticles of high molecular mass polyethylene can be prepared as aqueous dispersions by catalytic emulsion polymerization of ethylene with a mini-emulsified catalyst precursor (D

Coordination polymerization of ethylene in water by Pd(II) and Ni(II) catalysts

\rm{\frown}

Katalytische Olefinpolymerisation in wässerigen Systemen

D=salicylaldimine, L=pyridine). Stable polymer latexes are formed.

Wässrige Latices aus hochmolekularem Polyethylen durch katalytische Polymerisation

Ethylene is polymerized in water as a reaction medium by Pd(II) and Ni(II) complexes to afford branched or linear homopolymer.

Aqueous Homo- and Copolymerization of Ethylene by Neutral Nickel(II) Complexes

‹bergangsmetall-katalysierte Umset- zungen in w‰sserigen Medien sind in den vergangenen zwei Jahrzehnten in- tensiv untersucht worden und haben sich zu einem umfangreichen Gebiet entwickelt. Die groe Mehrzahl der Arbeiten befasste sich mit der Syn- these niedermolekularer Verbindun- gen. Dabei ist Wasser insbesondere fr Polymerisationsreaktionen ein at- traktives Reaktionsmedium. Zum Bei- spiel werden Emulsions- und Suspen- sionspolymerisationen in Wasser heute im groen Mastab mittels (nichtkata- lytischer) radikalischer Verfahren durchgefhrt. Als Produkt knnen Polymerlatices erhalten werden, d. h. stabile w‰sserige Dispersionen von Polymerpartikeln mit Grˆ˚en von 50 bis 1000 nm. Solche Latices haben ein auergewhnliches Eigenschaftsprofil. Die Verwendung von Wasser als Di- spersionsmedium ist zudem besonders umweltfreundlich. Im Vergleich zu diesen radikalischen Reaktionen ha- ben katalytische Polymerisationen von Olefinen in Wasser weniger Aufmerk- samkeit gefunden. In jngster Zeit wurden jedoch erhebliche Fortschritte erzielt. Verschiedenste hochmolekula- re Polymere, von amorphen oder teil- kristallinen Polyolefinen bis zu polar substituierten hydrophilen Materia- lien, wurden mittels katalytischer Poly- merisation olefinischer Monomere in Wasser hergestellt. Polymerlatices sind ausgehend von gut verfgbaren Mono- meren zug‰nglich. Bei ihrer Synthese wurden bereits katalytische Aktivit‰- ten bis 10 5 mol umgesetztes Substrat je mol Metall und Stunde beobachtet. Auch als Proteininhibitoren wurden Materialien untersucht, die durch ka- talytische Polymerisation in Wasser hergestellt wurden. Es hat sich ein vielseitiges Arbeitsgebiet herauskris- tallisiert, das Kolloid-, Polymer- und Koordinationschemie vereint.

Submicron Polyethylene Particles from Catalytic Emulsion Polymerization

Die Emulsionspolymerisation olefinischer Monomere zahlt zu den bedeutendsten und auch vielseitigsten Polymerisationsverfahren.[1] Als Produkte werden Polymerlatices erhalten, d.h. stabile wassrige Dispersionen von durch Tenside stabilisierten Polymer-Mikropartikeln mit Grouen im Bereich von 50 bis 1000 nm. Zahlreiche Anwendungen von Polymerlatices (z.B. in Beschichtungen aller Art) beruhen auf der Filmbildung beim Verdampfen des Dispersionsmediums. Die Umweltfreundlichkeit und die Unbrennbarkeit von Wasser sind dabei von besonderem Vorteil. Bislang werden Polymerlatices ausschlieulich durch radikalische Polymerisation hergestellt.[2] Ubergangsmetallkatalysierte Polymerisationen haben dagegen vergleichsweise wenig Aufmerksamkeit erhalten, da die fur die kommerzielle Produktion von Polyolefinen verwendeten Katalysatoren auf der Basis fruher Ubergangsmetalle[3] extrem empfindlich gegenuber Feuchtigkeit sind. Es ware jedoch attraktiv, auch derartige Polymerisationen in Wasser durchzufuhren, da zahlreiche Polymer-Mikrostrukturen nur durch katalytische Polymerisation zuganglich sind. Wir[4] und andere[5] berichteten kurzlich uber die Polymerisation von Ethylen in Wasser durch neutrale Nickel(ii)-Komplexe.[6, 7] Dabei wurden jedoch Dispersionen