Language
Country/Area
No result found
À la découverte du monde secret des polymères : pourquoi la polymérisation cationique vivante est-elle une solution gagnant-gagnant pour le monde universitaire et les entreprises ?
La polymérisation cationique vivante est une technique permettant de produire des polymères hautement réglementés, qui a attiré une grande attention de la part du monde universitaire et de la communauté commerciale. Cette technologie permet non seulement de synthétiser des polymères à faible distribution de poids moléculaire, mais également de produire des structures polymères très spéciales telles que des polymères en étoile ou des copolymères séquencés. C'est pourquoi la polymérisation cationique vivante joue un rôle important dans la recherche et le développement actuels des polymères.
La clé de la polymérisation cationique vivante est qu'elle possède un processus d'initiation et de propagation bien défini et contrôlé, tout en minimisant la possibilité de réactions secondaires, de terminaison et de transfert de chaîne.
Fondements techniques
Dans la polymérisation carbocationique, le site actif est le carbocation, accompagné d'un contre-ion proche. Ses étapes de réaction de base sont les suivantes : lorsque le monomère A entre en contact avec le monomère B, une chaîne de polymérisation se forme par une réaction chimique spécifique. Dans ce processus, le contrôle de l’amplification de la chaîne, du transfert de la chaîne et de la terminaison de la chaîne est crucial. Idéalement, le taux d’échange entre l’équilibre chimique des espèces polymères ioniques actives et les espèces covalentes stationnaires est plus rapide que le taux de polymérisation.
Les monomères utilisés dans la réaction de polymérisation sont nombreux, notamment l'éther vinylique, l'éther α-méthylvinylique, l'isobutylène, le styrène et le N-vinylbenzothiazole.
Histoire
Le développement de la polymérisation cationique vivante a commencé dans les années 1970 et 1980, avec des chercheurs notables tels que Higashimura et Sawamoto réalisant des expériences clés dans plusieurs systèmes de polymérisation qui ont fait progresser la technologie. Au cours de cette période, la communauté universitaire a découvert pour la première fois une méthode de synthèse de polymères utilisant l'iode et l'acide comme initiateurs, ce qui a conduit au processus de macro-ingénierie des polymères.
Polymérisation de l'isobutylèneLa polymérisation vivante de l'isobutylène est généralement réalisée à moins de 0 °C dans un système de solvants mixtes contenant un solvant non polaire tel que l'hexane et un solvant polaire tel que le chloroforme ou le dichlorométhane. Dans ce procédé, l'initiateur peut être un alcool, un halogène ou un éther, et le co-initiateur comprend du chlorure de bore et analogues. Le module polymère réussi peut atteindre 160 000 g/mole et l'indice de polydispersité peut être contrôlé à 1,02.
Polymérisation d'éther d'alcool
Les éthers d'alcool (par exemple, de type CH2=CHOR) ont été largement étudiés en tant que monomères très réactifs dans la polymérisation cationique vivante. Les systèmes apparentés sont principalement basés sur l’iode et l’acide iodhydrique et impliquent des catalyseurs tels que le chlorure de zinc.
Polymérisation par ouverture de cycle
Dans la polymérisation par ouverture de cycle cationique vivante, le monomère est généralement une molécule hétérocyclique telle que l'époxyde ou le tétrahydrofurane. L'espèce qui se propage dans ce processus n'est pas un cation carbone, mais un ion oxonium. Cependant, sa terminaison est relativement difficile et se produit souvent en raison d'une attaque nucléophile par la chaîne polymère en croissance. Pour ce type de polymérisation, on utilise souvent des initiateurs à forte affinité électronique tels que l'acide trifluoré.
Dans le processus d’agrégation de la vie, la clé du succès ou de l’échec est de savoir équilibrer l’agrégation et la fin.
Du point de vue de la valeur commerciale, la polymérisation cationique vivante a non seulement conduit à une augmentation de la demande du marché pour des produits polymères contrôlés avec précision, mais a également rendu possible l'application de nombreux matériaux émergents en raison de sa maturité technologique et de sa stabilité. La recherche future sur les polymères est également confrontée à de nombreux nouveaux défis, notamment celui de savoir comment améliorer encore l’efficacité et la sélectivité des réactions de polymérisation. Dans le même temps, en tant que technologie constamment innovante, la polymérisation cationique vivante deviendra-t-elle un catalyseur pour les futurs changements industriels ? C'est une question qui mérite d'être méditée.
