化学者は星型のシクロポリマーを合成します

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化学者は星型のシクロポリマーを合成します
Anonim
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日本の化学者は、ジビニルエーテルから星型のシクロポリマーとそのようなポリマーのネットワークを合成し、それらの機械的特性のいくつかを説明しました。カチオン重合のメカニズムによってジビニルエーテルの鎖を形成した後、科学者はそれらを縫い合わせ、精製し、得られた材料をテストしました。一部のポリマーのガラス転移(軟化)温度は摂氏229度に達し、耐熱材料の製造に使用できるようになります。この研究はPolymerJournalに掲載されています。

ビニルエーテルは業界で広く使用されており、線状アルキル置換基を持つエーテルのカチオン重合生成物は、ガラス転移温度が低いため、ゴムとして使用されます-非常に弾性のある状態、または逆にガラス状態に遷移します。しかしながら、室温よりはるかに高い弾性状態への転移温度を有するポリビニルエーテルを得ることが可能である。リングに結合した原子を含むより剛性の高い構造は、物理的特性の点でより強力です。

福井大学の山本隆文らは、カチオン重合のメカニズムにより、さまざまなビニルエーテルから一連の星型シクロポリマーを合成しました。カチオンの形成の開始およびゼロ℃でのリビングチェーンの成長は、1-(イソブトキシ)酢酸エチル(IBEA)、酢酸のエチルエステル、およびエチルアルミニウムセスキクロリド(Et1。トルエン中の5AlCl1.5)。 1,4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテルは、エーテル鎖を星状に結合する架橋剤として使用されました。それはミクロゲルの形成を促進しました-シクロポリマー鎖の相互の架橋と星型高分子の形成。

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星型高分子の合成のための反応のスキーム

モノマーの変換(ポリマーへの変換)の程度は、ガスクロマトグラフィーを使用して監視され、分子量分布は、ゲル浸透クロマトグラフィーを使用して決定された。

最初の段階でほぼ完全に重合するのに、1時間半しか使用しなかった5つのモノマーのうち3つのモノマーが必要でした。すでにほぼ完全に重合した混合物へのモノマーの添加は、得られたポリマーの分子量を増加させ、これは、反応がリビングチェーンとのイオンメカニズムによって進行したことを証明した。鎖の活性を弱める環に酸素原子を含むモノマーは、10時間後にのみ完全に重合した。より大きな、しかし対称的なモノマーは、塩基による活性末端の安定化を妨げ、開始剤の開始後30分以内に鎖を形成した。

合成物は、まだ生きている多環式鎖に少量の架橋剤を加え、より重い星型の分子をもたらしました。分岐ポリマーの形成は、最大93パーセントの収率に達しました。枝と最終分子の分子量の計算によると、そのような高分子の1つは26〜45本の枝で構成されていました。

著者らは、前駆体の1つを、末端が二重結合のメタクリル酸エステルに置き換えることで、温度が上昇したときに互いに結合して単一のネットワークを形成できる星型の分子を合成することに成功しました。

得られたシクロポリマーは、ガラス転移温度が高く、摂氏229度までであったため、高温に耐えることができました。著者の仮定によれば、そのような架橋シクロポリマーから作られた膜は、それらからガスフィルターを作るのに十分なガス透過性でなければならない。

昨年、中国とオランダの化学者は、有機金属配位高分子を使用してエチレンをろ過しました。

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