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El poder de la transformación de los polímeros: ¿Sabes cómo la polimerización del catión activa logra la distribución de peso molecular ultra bajo?
En la ciencia de los polímeros, la polimerización catiónica activa se ha convertido en una tecnología importante, y los principios detrás de ella pueden sorprender a muchas personas.Esta tecnología de polimerización no solo permite la síntesis de polímeros con muy claramente definido, sino que también logra una distribución de peso molecular baja, cuya importancia puede crear polímeros con estructuras inusuales como polímeros en forma de estrella y copolímeros de bloque.Esta tecnología ha atraído un gran interés tanto en las empresas como en la academia.
La polimerización catiónica activa es la clave para lograr una estructura ordenada controlando las especies de carga activa en la reacción de polimerización.
concepto básico
En la polimerización catiónica, el sitio activo de la cadena de polímeros es un ion carbos positivo, y existe un contraión correspondiente cerca.Los pasos básicos de su reacción incluyen el crecimiento de la cadena, la terminación de la cadena y la transferencia de cadena.En la polimerización catiónica activa, el crecimiento de la cadena representa el acceso de un monómero, como el hidrocarburo alifático o el etileno, aumentando así la longitud del polímero.
La reacción activa entre los iones y los monómeros carbohidratos es la clave para el crecimiento del polímero.
La terminación o transferencia de la cadena, aunque existe, en un sistema activo ideal, se alcanza un equilibrio químico entre el catión activo y las especies covalentes latentes, y su tipo de cambio debe ser más rápido que la tasa de polimerización.
antecedentes históricos
El desarrollo de la polimerización del catión activo comenzó en los años setenta y ochenta.El erudito japonés Higashimura hizo un gran avance en la polimerización de p-metoxistireno.Estas contribuciones sentaron las bases para la polimerización catiónica activa y promovieron el rápido desarrollo de polímeros de ingeniería de polímeros.
polimerización de isobutileno
La polimerización activa del isobuteno generalmente se lleva a cabo en condiciones inferiores a 0 ° C, utilizando un sistema de mezcla de solventes no polares y polares.Aunque el peso molecular del polímero puede alcanzar 160,000 g/moles y el índice de polidispersión puede ser tan bajo como 1.02, es crucial elegir el disolvente correcto debido al problema de solubilidad del polímero.
polimerización de cloruro de vinilo
El cloruro de viniloes un monómero muy reactivo.Los catalizadores de sal de I2/Hi o Zinc se utilizan principalmente en la producción.
polimerización de arranque cíclico catiónico activo
En este proceso, el polímero comienza con un monómero con una estructura heterocíclica que es fácil de abrir como un anillo.Sin embargo, dado que los átomos heterólogos pueden tener un ataque nucleofílico contra la creciente cadena de polímeros, aumenta la dificultad de completar este proceso.Se pueden usar fuertes iniciadores electronegativos como el ácido trifluoroacético para mejorar la eficiencia de la polimerización.
La polimerización catiónica activa permite a los investigadores tener una comprensión más profunda de la relación entre la estructura y el rendimiento de los polímeros.
Aplicaciones actuales y futuras
Con el desarrollo continuo de la polimerización de cationes activos, su alcance de aplicación se ha expandido gradualmente.Desde suministros médicos hasta materiales de alto rendimiento, la tecnología de polimerización de cationes activos ha mostrado un potencial sorprendente en los campos de la ciencia de los materiales y la biomedicina.Además, a medida que aumenta la demanda ambiental, esta tecnología también se puede utilizar para desarrollar productos de polímeros más ecológicos.
La tecnología de polimerización catiónica activa no es solo un gran avance en el campo de la ciencia de los materiales, sino que también desafía nuestros conceptos tradicionales sobre la síntesis de polímeros.En el futuro, con el avance continuo de la tecnología, ¿podemos esperar ver que surja más innovaciones de polímeros dirigidas a las necesidades ambientales y funcionales?
