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O poder da transformação dos polímeros: você sabe como a polimerização ativa do cátion alcança a distribuição de peso molecular ultra-baixa?
Na ciência dos polímeros, a polimerização catiônica ativa se tornou uma tecnologia importante, e os princípios por trás disso podem surpreender muitas pessoas.Essa tecnologia de polimerização não apenas permite a síntese de polímeros com muito claramente definido, mas também atinge uma distribuição de peso molecular, cuja importância é que pode criar polímeros com estruturas incomuns, como polímeros em forma de estrela e copolímeros.Essa tecnologia atraiu um interesse generalizado nos negócios e na academia.
A polimerização catiônica ativa é a chave para alcançar uma estrutura ordenada controlando as espécies de carga ativa na reação de polimerização.
Conceito básico
Na polimerização catiônica, o local ativo da cadeia de polímeros é um íon carbo-positivo e os contra-íons correspondentes estão presentes nas proximidades.As etapas básicas de sua reação incluem crescimento da cadeia, terminação em cadeia e transferência de cadeia.Na polimerização catiônica ativa, o crescimento da cadeia representa o acesso de um monômero, como hidrocarboneto ou etileno alifático, aumentando assim o comprimento do polímero.
A reação ativa entre íons carbo-positivos e monômeros é a chave para o crescimento do polímero.
A terminação ou transferência da cadeia, embora exista, em um sistema ativo ideal, um equilíbrio químico é atingido entre o cátion ativo e as espécies covalentes adormecidas, e sua taxa de câmbio deve ser mais rápida que a taxa de polimerização.
Antecedentes históricos
O desenvolvimento da polimerização ativa do cátion começou nas décadas de 1970 e 1980.O estudioso japonês Higashimura fez um avanço na polimerização de P-metoxistireno.Essas contribuições estabeleceram as bases para a polimerização catiônica ativa e promoveram o rápido desenvolvimento de polímeros de engenharia de polímeros.
polimerização de isobutileno
A polimerização ativa do isobuteno é geralmente realizada em condições abaixo de 0 ° C, usando um sistema de mistura de solventes não polares e polares.Embora o peso molecular do polímero possa atingir 160.000 g/mole e o índice de polidispersão pode ser tão baixo quanto 1,02, é crucial escolher o solvente certo devido ao problema da solubilidade do polímero.
polimerização de cloreto de vinil
O cloreto de vinil é um monômero muito reativo.Catalisadores de sal de zinco ou HI ou zinco são usados principalmente na produção.Polimerização cíclica catiônica ativa
Nesse processo, o polímero começa com um monômero com uma estrutura heterocíclica fácil de abrir.No entanto, como os átomos heterólogos podem ter um ataque nucleofílico à crescente cadeia de polímeros, a dificuldade de concluir esse processo é aumentada.Forte iniciadores eletronegativos, como o ácido trifluoroacético, podem ser usados para melhorar a eficiência da polimerização.
A polimerização catiônica ativa permite que os pesquisadores tenham uma compreensão mais profunda da relação entre a estrutura e o desempenho dos polímeros.
Aplicações atuais e futuras
Com o desenvolvimento contínuo da polimerização ativa de cátions, seu escopo de aplicação se expandiu gradualmente.De suprimentos médicos a materiais de alto desempenho, a tecnologia de polimerização ativa de cátions mostrou um potencial incrível nos campos da ciência e da biomedicina de materiais.Além disso, à medida que a demanda ambiental aumenta, essa tecnologia também pode ser usada para desenvolver produtos de polímeros mais ecológicos.
A tecnologia de polimerização catiônica ativa não é apenas um grande avanço no campo da ciência dos materiais, mas também desafia nossos conceitos tradicionais sobre a síntese de polímeros.No futuro, com o avanço contínuo da tecnologia, podemos esperar ver mais inovações de polímeros direcionadas às necessidades ambientais e funcionais?