Language
Country/Area
No result found
Uma aventura de polimerização do zero: como a polimerização catiônica viva pode mudar o futuro da ciência dos polímeros?
A polimerização catiônica viva é uma tecnologia de polimerização baseada em cátions que pode sintetizar polímeros com estruturas muito bem definidas e tem atraído grande interesse tanto nas empresas quanto na academia. A maior vantagem da polimerização catiônica viva é que ela permite a síntese de polímeros com baixa distribuição de peso molecular, bem como estruturas poliméricas incomuns, como polímeros em estrela e copolímeros em bloco.
A polimerização catiônica viva é caracterizada por um processo de iniciação e polimerização claro e controlável que minimiza reações colaterais e terminação da cadeia.
Neste processo de polimerização, as principais etapas da reação podem ser divididas em várias etapas, nas quais o sítio ativo é o contato próximo entre cátions carbeno e ânions. O processo é dividido em etapas como extensão da cadeia, terminação e transferência da cadeia. Num sistema de polimerização catiónica vivo ideal, os catiões activos submetidos à polimerização e as espécies covalentes dormentes estão em equilíbrio químico, e a sua taxa de troca é muito mais rápida do que a taxa de polimerização.
Além disso, a gama de monômeros de polimerização catiônica viva é muito ampla. Os monômeros comuns incluem éter vinílico, éter α-metilvinílico e estireno. Esses monômeros devem ter substituintes que estabilizem a carga do cátion n-carbeno.
Por exemplo, o p-metoxiestireno é mais reativo que o estireno. Também é importante notar que o efeito combinado do hidróxido e do ácido de Lewis é crucial em todo esse processo.
Esta tecnologia foi desenvolvida desde as décadas de 1970 e 1980, impulsionada principalmente por vários químicos importantes. Eles estudaram diferentes aspectos da polimerização catiônica viva, como a estabilização de cátions carbeno no polímero e o uso de iniciadores eficazes. Curiosamente, esses estudos abriram caminho para o rápido desenvolvimento do design molecular macroscópico.
Desafios da polimerização de isobutileno
Para a polimerização de isobutileno, geralmente é realizada em sistemas de solventes mistos, que incluem solventes não polares (como hexano) e solventes polares (como clorofórmio ou diclorometano), e a temperatura de reação precisa ser mantida em 0°C o seguinte. À medida que o solvente polar aumenta, a solubilidade do poliisobutileno torna-se muito difícil.
Neste sistema, os starters podem ser álcoois, halogênios e éteres, enquanto os co-starters incluem cloreto de boro e halogenetos de organoalumínio. A actividade destes compostos promove a polimerização de uma forma estável, o que é sem dúvida instrutivo na ciência dos polímeros actual.
O polímero deste sistema pode atingir um peso molecular de 160.000 g/mol e possui um índice de polidispersidade de apenas 1,02, demonstrando suas capacidades de controle superiores.
Progresso na polimerização do éter vinílico
Éter vinílico, um monômero vinílico muito reativo, é frequentemente usado como base para polimerização catiônica viva. Estudos demonstraram que esses sistemas dependem de iodo e iodeto de hidrogênio, bem como de haletos de zinco como catalisadores para promover reações de polimerização.
Pomerização catiônica viva por abertura de anel
Na polimerização catiônica viva de abertura de anel, o monômero é geralmente um anel heterocíclico, e epóxidos, tetrahidrofurano, etc. são adequados para tal polimerização. O desafio é que as extremidades dos polímeros activos são susceptíveis ao ataque nucleofílico, resultando em oligómeros cíclicos que interrompem a polimerização.
O iniciador para este tipo de polimerização precisa ter fortes propriedades eletrofílicas, como o ácido trifluoroacético, que pode efetivamente iniciar a reação de polimerização.
Exploração futura
O desenvolvimento contínuo da polimerização catiônica viva torna o potencial de aplicação da ciência dos polímeros mais óbvio. No contexto da química verde, espera-se que esta tecnologia encontre outras aplicações na produção de materiais sustentáveis. Ao compreender todos os detalhes deste processo, os cientistas têm a oportunidade de projetar reações de polimerização mais eficientes e ecologicamente corretas.
Por causa disso, a polimerização catiônica viva não apenas lidera a revolução na moderna ciência dos polímeros, mas também abre caminho para o desenvolvimento de novos materiais no futuro. O avanço da ciência e da tecnologia está repleto de possibilidades infinitas. Podemos criar materiais sem precedentes através da polimerização catiônica viva?
