Mecanismo de reação mostrando uma transferência de prótons do catalisador superácido para o isobutileno. Esta é a primeira etapa do processo de polimerização do PIB. Crédito:Minh Nguyen Vo / Johnson Research Group
Poliisobutileno (PIB) é um polímero robusto que é encontrado em uma infinidade de produtos, variando de goma de mascar, para pneus, para aditivos de óleo de motor e gasolina. Embora produzido comercialmente em grandes quantidades desde a década de 1940, A química da PIB era um mistério - os cientistas não tinham certeza de como o mecanismo de reação que cria o polímero acontece em nível molecular, o que limitou o potencial futuro.
Contudo, uma colaboração entre a Escola de Engenharia Swanson da Universidade de Pittsburgh e Wickliffe, A Lubrizol Corporation, sediada em Ohio, desvendou os segredos do mecanismo de reação da PIB. As descobertas do grupo foram publicadas este mês na revista Catálise ACS .
O investigador principal é Karl Johnson, o professor William Kepler Whiteford do Departamento de Engenharia Química e de Petróleo da Swanson School. O financiamento da pesquisa foi fornecido pela Lubrizol, que em 2014 estabeleceu uma parceria estratégica de US $ 1,2 milhão com o Departamento e a Swanson School para impulsionar a inovação em pesquisa que também oferece oportunidades para alunos de graduação participarem.
“PIB é um polímero incrivelmente versátil. Pode ter muitas propriedades diferentes dependendo de como é feito. Existem muitas 'receitas' diferentes para fazer PIB, cada um empregando diferentes catalisadores e condições de reação, mas acontece que ninguém sabe realmente o que está acontecendo no nível molecular. Descobrir o que está acontecendo é importante porque é mais difícil controlar um processo que você não entende. "
Representação do catalisador superácido, descoberto pela equipe Pitt / Lubrizol e as cadeias de polímeros PIB. Crédito:Minh Nguyen Vo / Johnson Research Group
Resolver esse quebra-cabeça catalítico é de interesse da Lubrizol, especializada em ingredientes e aditivos para produtos à base de polímeros. Utilizando o Centro de Pesquisa em Computação da Universidade para analisar os processos moleculares, o grupo Pitt / Lubrizol descobriu que o mecanismo de reação assumido não estava correto e que o início da reação requer um catalisador "superácido".
"Essas descobertas fornecem uma visão fundamental sobre o mecanismo de reação do PIB que poderia ser usado para projetar diferentes catalisadores e controlar a reação - e, portanto, a gama potencial de produtos - de maneiras que atualmente não são possíveis. "Dr. Johnson disse." Este projeto mostra o valor da criação de parcerias acadêmicas / industriais para buscar pesquisas que podem não ser possíveis se realizadas de forma independente. "
