Este trabalho relata a síntese e caracterização de materiais à base de sílica (SiO2-
CrO3, SiO2-MoO3, SiO2-WO3), com e sem metalocenos encapsulados, usando o
processo de sol-gel não-hidrolítico. Os catalisadores foram avaliados na polimerização
de etileno e os polímeros formados foram analisados por calorimetria diferencial de
varredura (DSC) e cromatografia de permeação em gel (GPC). Investigou-se o efeito da
presença de grupos ácidos e/ou grupos orgânicos no catalisador com a atividade
catalítica e o efeito dos catalisadores nas reações de polimerização e no polímero
gerado.
Utilizando o processo sol-gel não-hidrolítico foi possível preparar catalisadores
de polimerização de olefinas com características distintas, os quais permitem controlar
as propriedades dos polímeros tanto pela alteração da acidez do suporte, quanto pela
adição de grupamentos orgânicos na estrutura do mesmo. Tanto a presença de sítios
ácidos no suporte (dotados de átomos de Cr, Mo, W), quanto à presença de grupos
organo-alcoxisilanos (MTMS, OTES e VTMS) afetam a atividade, pois regulam a
quantidade de metaloceno retido ou liberado para o meio reacional. Algumas
características dos materiais são bastante dependentes do tipo de metal incorporado à
sílica e do tipo de organosilano, tais como: teor de metaloceno encapsulado, área
específica e estrutura de rede.
Os materiais sintetizados foram caracterizados através de uma série de técnicas
analíticas, tais como: Porosimetria de N2, SAXS, MEV, EDX, FTIR, DRS-UV-Vis,
Raman, XPS, EXAFS, DPV. O ambiente interno dos poros do suporte apresenta
influência sobre a estrutura molecular do metaloceno encapsulado. A maior atividade
desses catalisadores está relacionada a uma melhor interação entre o suporte e o sítio
ativo do metaloceno. A interação entre o suporte e o metaloceno imobilizado reduz a
densidade eletrônica em torno do Zr permitindo a ativação com concentrações mais
baixas de co-catalisador. A densidade eletrônica do Zr nos sistemas encapsulados pode
ser ajustada tendo como base o tipo de metal (Cr, Mo, W) e o tipo de alcoxisilano
incorporado à rede de sílica. De acordo com medidas de XPS, foram observadas
energias de ligação do Zr mais altas quando comparadas ao metaloceno não
encapsulado. Além disso, a atividade catalítica mostrou uma relação direta com o
tamanho e forma dos fractais. Os catalisadores sintetizados produziram polímeros com
massa molar média ponderal (Mw) superior àquela obtida com catalisador homogêneo.