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居里奧·納塔(GiulioNatta,1903年2月26日-1979年5月2日),義大利化學家,在聚合反應催化劑研究上作出很大貢獻,因此與德國化學家卡爾·齊格勒共同獲得1963年諾貝爾化學獎。


1 居里奧·納塔 -生平簡介

居里奧·納塔居里奧·納塔

居里奧·納塔(Natta,Giulio;1903~1979)義大利化學家。1903-2-26年生於因佩里亞的毛里齊奧港,卒於1979年5月1日。1924年畢業於米蘭工學院並獲得工程博士學位。曾在米蘭、都靈、帕多瓦和羅馬等地的大學擔任教授。1938年回母校任教授兼工業研究所所長,1978年改為退職榮譽教授。

2 居里奧·納塔 -主要研究

居里奧·納塔高分子的結構
納塔長期從事合成化學的研究,是最早應用X射線和電子衍射技術研究無機物、有機物、催化劑及聚合物結構者之一。1938年他由1-丁烯脫氫製得丁二烯,進一步發展了最早的合成橡膠方法。他的更重要的成就是在研究催化分解過程中非均相催化劑的吸附現象和動力學方面

。他於1954年從事規化聚合(見定向聚合)的研究,成功地從廉價的丙烯獲得性能良好的,可用於塑料、纖維的等規聚丙烯。後來這一方法被成功地用到一般烯烴和雙烯烴。他首先在乙烯-丙烯共聚合上使用的催化體系,被稱做齊格勒-納塔催化劑,用它可以製成種種立體規整結構的聚合物和共聚物。規化聚合是高分子科學發展過程中的一個里程碑,它標誌著人類第一次可以在實驗室內從烯烴、二烯烴及其他單體合成過去只有生物體內才能合成的高分子。納塔和他的助手共發表了1200篇科學論文,其中,以他個人名義發表的有540篇。取得約500項專利。他因對塑料領域內的高分子的結構和合成方面的研究而與K.齊格勒共獲1963年諾貝爾化學獎。還在國內外獲得許多金質獎章和多種榮譽稱號。

3 居里奧·納塔 -化學成就

居里奧·納塔居里奧·納塔
1903年2月26日出生於義大利因佩里亞。

1924年畢業於米蘭工學院化學工程系

1927年取得米蘭工學院講師資格。

1932-1935年成為帕維亞大學正教授和普通化學研究所所長。

1936年任羅馬大學物理化學正教授

1936-1938年任都靈工學院正教授與工業化學研究所所長

1938年任米蘭工學院全職教授與工業化學研究所所長

1963年與卡爾·齊格勒共獲諾貝爾化學獎 對聚合物的研究,齊格勒-納塔催化劑的研究

1979年5月2日去世

4 居里奧·納塔 -卓越貢獻

居里奧·納塔聚丙烯
居里奧·納塔卓越的貢獻是,1954 年在德國化學家K.齊格勒乙烯低壓聚合製成聚乙烯重大發現的基礎上,發現以三氯化鈦和烷基鋁為催化劑,丙烯在低壓下高收率地聚合,生成分子結構高度規整的立體定向聚合物──聚丙烯,具有高強度和高熔點,開創了立體定向聚合的嶄新領域。1957年,居里奧·納塔直接參与在義大利的世界上第一套聚丙烯生產裝置的建立,他的發現導致合成樹脂和塑料的一個大品種問世。此外,居里奧·納塔進一步成功地將其催化劑分別用於1-丁烯和4-甲基-1-戊烯的立體定向聚合,首先製成了分子結構高度規整的聚1-丁烯和聚甲基戊烯。1957年,他首創以釩鹵化物和烷基鋁為催化劑,使乙烯和丙烯共聚合製成無規結構的乙丙橡膠。在義大利建成了世界上第一套乙丙橡膠小型生產裝置。

居里奧·納塔和齊格勒所開創的配位催化聚合和立體定向聚合,應用於烯烴、二烯烴及乙烯基單位的聚合等,開拓了高分子科學和工藝的嶄新領域,成為發展史上的里程碑,被稱之為齊格勒-納塔催化劑及齊格勒-納塔聚合。兩人因此而共獲1963年諾貝爾化學獎金。

5 居里奧·納塔 -Z-N催化劑

居里奧·納塔齊格勒與納塔
一種有機金屬催化劑,又叫Z-N催化劑,用於合成非支化高立體規整性的聚烯烴。典型的齊格勒-納塔催化劑是雙組分:四氯化鈦-三乙基鋁 [TiCl4-Al(C2H5)3]最初,烯烴聚合採用的是自由基聚合,採用這一機理需要高壓反應條件,並且反應中存在著多種鏈轉移反應,導致支化產物的產生。對於聚丙烯,問題尤為嚴重,無法合成高聚合度的聚丙烯。1950年代德國化學家卡爾•齊格勒合成了這一催化劑,並將其用於聚乙烯的生產,得到了支鏈很少的高密度聚乙烯。義大利化學家居里奧•納塔將這一催化劑用於聚丙烯生產,發現得到了高聚合度,高規整度的聚丙烯。

從生產角度來講,齊格勒-納塔催化劑的出現使得很多塑料的生產不再需要高壓,減少了生產成本,並且使得生產者可以對產物結構與性質進行控制。從科學研究角度上,齊格勒納塔催化劑帶動了對聚合反應機理的研究。隨著機理研究的深入,一些對產物控制性更好的有機金屬催化劑系統不斷出現,如茂金屬催化劑、凱明斯基催化劑等。基於這些貢獻,卡爾•齊格勒和居里奧•納塔分享了1963年的諾貝爾化學獎。

6 居里奧·納塔 -諾貝爾獎

居里奧·納塔齊格勒
獲獎原因:對聚合物的研究,齊格勒-納塔催化劑的研究

聚合物的研究:聚丙烯(polypropene,簡稱PP)是一種半結晶的熱塑性塑料。具有較高的耐衝擊性,機械性質強韌,抗多種有機溶劑和酸鹼腐蝕。在工業界有廣泛的應用,是平常常見的高分子材料之一。澳大利亞的錢幣也使用聚丙烯製作。

結構:聚丙烯的重複單元由三個碳原子組成。其中兩個碳原子在主鏈上,一個碳原子一支鏈的形式存在。

性質:聚丙烯的結構和聚乙烯接近,因此很多性能也和聚乙烯類似。但是由於其存在一個甲基構成的側枝,聚丙烯更易氧化。

分類:根據支鏈原子的位置,聚丙烯可以分為無規立構,等規立構,間規立構。無規立構
無規立構的聚丙烯的支鏈原子無規則分佈於主鏈的兩側。

等規立構:等規立構的聚丙烯支鏈原子分佈在主鏈的同一側。

間規立構:間規立構的聚丙烯支鏈原子間隔對稱分佈在主鏈兩側。商品聚丙烯通常為90%以上的等規立構和少量無規立構的混合體。

歷史:1954年,居里奧·納塔GiulioNatta合成了聚丙烯。隨後在不同的國家和地區不同的聚丙烯合成技術被多次「發明」。大量的知識產權官司同聚丙烯的發展卷在一起。

齊格勒-納塔催化劑:是一種有機金屬催化劑,又叫Z-N催化劑,用於合成非支化高立體規整性的聚烯烴。典型的齊格勒-納塔催化劑是雙組分:四氯化鈦-三乙基鋁[TiCl4-Al(C2H5)3]

最初,烯烴聚合採用的是自由基聚合,採用這一機理需要高壓反應條件,並且反應中存在著多種鏈轉移反應,導致支化產物的產生。對於聚丙烯,問題尤為嚴重,無法合成高聚合度的聚丙烯。1950年代德國化學家卡爾•齊格勒合成了這一催化劑,並將其用於聚乙烯的生產,得到了支鏈很少的高密度聚乙烯。義大利化學家居里奧•納塔將這一催化劑用於聚丙烯生產,發現得到了高聚合度,高規整度的聚丙烯。

從生產角度來講,齊格勒-納塔催化劑的出現使得很多塑料的生產不再需要高壓,減少了生產成本,並且使得生產者可以對產物結構與性質進行控制。從科學研究角度上,齊格勒納塔催化劑帶動了對聚合反應機理的研究。隨著機理研究的深入,一些對產物控制性更好的有機金屬催化劑系統不斷出現,如茂金屬催化劑、凱明斯基催化劑等。基於這些貢獻,卡爾•齊格勒和居里奧•納塔分享了1963年的諾貝爾化學獎。

7 居里奧·納塔 -相關友人

居里奧·納塔卡爾·齊格勒

卡爾·齊格勒聯邦德國有機化學家。1898年11月26日生於黑爾薩,1973年8月12日卒於米爾海姆。1920年獲馬爾堡大學化學博士學位。1927年在海德堡大學任教授。1936年任哈雷-薩勒大學化學學院院長。1943年任威廉皇家學會(后稱馬克斯·普朗克學會)煤炭研究所所長,直至逝世。齊格勒在金屬有機化學方面的研究工作一直佔世界領先地位。1953年他利用鋁有機化合物成功地在常溫常壓下催化乙烯聚合,得到聚合物,從而提出定向聚合的概念(見齊格勒-納塔聚合)。因合成塑料用高分了並研究其結構,與G.納塔共獲1963年諾貝爾化學獎。

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