کاربرد شبیه‌سازی رایانه‌ای در کاتالیزگرهای پلی‌اولفینی از نوع زیگلر-ناتا

نوع مقاله: تالیفی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی و پلیمر دانشکده فنی مهندسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

2 عضو هیئت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران

چکیده

شیمی محاسباتی شاخه‌ای از شیمی است که با استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ای سعی در حل مسائل شیمی دارد. در این روش، فن‌های موجود در شیمی نظری به‌کار گرفته می‌شوند، به‌طوری که در آن از رایانه برای بررسی ساختار و خواص مولکول‌ها استفاده می‌شود. نمونه‌هایی از این خواص شامل ویژگی‌های ساختاری، انرژی (برهم‌کنش)، توزیع بار الکترونی، ممان دوقطبی و بسامدهای ارتعاشی هستند. روش‌های شیمی محاسباتی از محدوده بسیار دقیق تا بسیار تقریبی را در بر می‌گیرد و عمدتاً شامل روش‌های آغازین و روش‌های نیمه‌تجربی هستند. در روش آغازین به‌طور کامل از مکانیک کوانتومی و ثابت‌های فیزیکی استفاده می‌شود، در حالی که در روش‌های نیمه‌تجربی، عامل‌های تجربی نیز به‌کار گرفته می‌شوند. با آنکه نتایج محاسبات به‌طور معمول مکمل اطلاعات به‌دست آمده از آزمایش‌های شیمیایی است، در برخی از موارد می‌تواند پدیده‌های شیمیایی را پیش‌بینی کند که تاکنون مشاهده نشده یا انجام آن‌ها در آزمایشگاه امکان‌پذیر نیست. به‌دلیل اهمیت ویژه شیمی محاسباتی در حل مسائل شیمیایی، به‌ویژه واکنش‌های کاتالیزگری، در این مقاله بدان توجه شده است. نخست درباره روش‌های موجود در شیمی محاسباتی و نرم‌افزارهای مربوط توضیحاتی ارائه می‌شود. سپس، به کاربرد این روش در واکنش‌های پلیمرشدن کاتالیزی اولفین‌ها با استفاده از کاتالیزگرهای زیگلر-ناتا پرداخته می‌شود که جزء مهم‌ترین واکنش‌های شیمیایی شناخته شده هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Application of Computational Modelling in Ziegler-Natta Type Polyolefin Catalysts

نویسندگان [English]

  • Seyed Amin Mirmohammadi 1
  • naeimeh bahri-laleh 2
1 Department of Chemical & Polymer Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
2 1Department of Polymerization Engineering, Iran Polymer and Petrochemical Institute, P.O. Box 14965/115, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Computational chemistry is a branch of chemistry which uses computer simulation
to assist in solving chemical problems. In this technique, the methods of theoretical
chemistry, incorporated into efficient computer programs, are used in order to calculate
the structures and properties of molecules. Examples of such properties are structural
parameters, (interaction) energies, electronic charge distributions, dipoles and higher
multiple moments and vibrational frequencies. Computational chemistry methods range
from highly accurate to very approximate methods which mainly include Ab initio and
semi-empirical methods. Ab initio methods are based entirely on quantum mechanics and
basic physical constants. Other methods are called empirical or semi-empirical, because
they employ additional empirical parameters. While computational results normally
complement the information obtained by chemical experiments, it can in some cases
predict infeasible and undone chemical reactions. Due to the importance of computational
chemistry in solving and predicting chemical reactions, especially catalytic reactions, this
article is dedicated to this issue. First, the computational chemistry software and methods
will be described in brief. Then, the application of computational chemistry in polymers
is reviewed with special focus on Ziegler-Natta catalytic olefin polymerization reactions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zigler-Natta catalyst
  • density functional theory (DFT)
  • olefin polymerization
  • quantum mechanics (QM) simulation
  • computational chemistry