Name: ポリ (Terpolymers) における動的硫黄結合を用いた温暖な温度でのの合成 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 16 s
Description: 学ぶ動的硫黄結合を用いたポリマー合成法。90°Cの温暖な温度で溶媒不使用でテルポリマーを合成し、GPCやNMRで特性を評価する。この手法はポリスルフィド材料の新たな応用を可能にする。

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米国化学会石油研究基金 (PRF # 58416-UNI7) は、財政支援のためにありがとうございます。

1. ポリ (S-ジビニルベンゼン) の合成
<ol><li>ポリ (ジビニルベンゼン) を調製するには、さまざまな重量比で元素硫黄 (S8) とジビニルベンゼン (DVB) を組み合わせます (30:70、40:60、50:50、60:40、70:30、80:20、90:10 の S8:D vb)。3,25以下に記載の前の方法に従って反応を準備する。 注: ここでのすべての反応は、1.00 g スケールで行われました。典型的な反応が含まれています 500 mg の S8と 500 DVB の mg.<ol>
<li>磁性攪拌バーを備えた 1-dram バイアルに試薬を置きます。185° c のオイルバスに30分間挿入します。</li>
		<li>油浴からサンプルを取り出し、液体窒素中にバイアルを置くことによって直ちに反応をクエンチする。瓶を開けてポリマーを取り除いてください。液体窒素は、反応を消光だけでなく、ポリマーを完全に除去するのにも役立ちます。 注意: すべてのサンプルは、浴から除去する際に非常に熱くなります。サンプルの取り扱いには十分注意してください。割れたガラスを扱う場合は、適切な PPE を使用してください。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. terpolymers の準備
<ol><li>磁気攪拌バーを備えた 1-dram バイアルにポリ (terpolymers) と追加のモノマーを組み合わせることによって、を合成します。 注: すべてのサンプルは 600 mg のスケールで調製しました。検討したモノマーは、1、4-cyclohexanedimethanol ジビニルスルホンエーテル (CDE)、cyclohexyl ビニルエーテル (CVE)、およびアリルエーテル (AE) を含む。<ol>
<li>(S30-90%-DVB10-70%)を押して、CDE とのより高い表面積の相互作用のための乳鉢と乳棒で。ポリ (S-DVB) の比率を変更することによって、組成物を変化させます: 1:1 から1:100 の重量で CDE。追加のモノマーは、ポリ (S50%-DVB50%) の1:1 比でのみテストされています: モノマー。</li>
		<li>サンプルを90° c のオイルバスに24時間置き、室温まで冷まします。いくつかのモノマーにはより長い反応時間が必要である。</li>
		<li>いくつかの反応は完全なモノマーの組み込みにはなりません。それらの反応については、可溶性ポリマー部分をジクロロメタン (DCM) に溶解し、沈殿物を冷間で析出させる。溶解性に制限のあるサンプルの場合は、固体高分子サンプルを冷メタノールで洗浄し、未反応のモノマーを除去します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>マレイミドを使用した terpolymers の準備 注: マレイミドには低沸点がありません。しかしながら、thiyl ラジカル改変に向けたただ一つの反応性部位を有する。<ol>
<li>わずかに変更されたメソッドを使用して、ポリ (プレポリマー) のサブコンピュータを合成します。30:70 S8:D vb 比で硫黄と DVB を兼ね備えています。5.00 g スケールの磁気攪拌バーを備えたガラスバイアルの試薬を組み合わせます。</li>
		<li>1時間185° c のオイルバスにバイアルを置きます。オイルバスから取り出した後、すぐに液体窒素中にサンプルを置きます。</li>
		<li>3:1 ポリ (プレポリマー): マレイミド比 (w/w) で 1-dram ガラスバイアルでマレイミドと結合します。すべてのサンプルを 200 mg のスケールで準備し、10 mg/μ l の dimethylformamide (DMF) で溶解する。24時間100° c のオイルバスにバイアルを置きます。 注意: 逆加硫反応は、少量のガスを生成します。1.00 g のスケールの上の反作用のために、より大きいガラスびんを使用するか、または圧力の集結を防ぐためにバイアルの帽子の穴をあけなさい。 注: より可鍛性の Prepolymers は、粉末に粉砕することはできません。しかしながら、これらのポリマーは、ほとんどのモノマーで混和性を提供し加熱すると非常に容易に軟化する。</li>
	</ol>
</li>
	<li>さまざまなモノマー (CDE、CVE、AE、およびマレイミド) を追加するためのコンバージョン率を監視します。<ol>
<li>セクション 2.2.1-2.2.2 で説明されているように、ポリ (S-DVB) を使用してすべてのサンプルを準備します。ポリ (s-DVB-CDE)、ポリ (s-dvb CVE)、および3:1 ポリ (S-DVB) の 1-dram ガラスバイアルのポリ (s dvb AE): 重量によるモノマーの比を合成します。典型的なサンプルは、150 mg のプレポリマーおよび 50 mg のモノマーを有するべきである。これらの polymerizations のほとんどに溶剤は必要ありません。ただし、マレイミドとポリ (S-DVB) が完全に相互作用するためには、DMF の20μ l を追加する必要があります。</li>
		<li>さまざまな時点でサンプルを削除します (t = 0、15、30、60、180、360、720、および 1440 min)。600μ l のクロロホルム-dでポリマーを溶解し、1h NMR で分析します。</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. コントロール polymerizations
<ol><li>セクション1.1 で説明されているように、ポリ (S50%-DVB50%) を合成します。サンプルは3つの制御反作用で使用することができる。細かく破砕されたポリマーを追加の DVB と組み合わせます。別のバイアルに唯一のポリ (S-DVB) を配置します。すべてのサンプルを24時間90° c で加熱し、室温に冷まします。</li>
	<li>S8ではなくポリマーからの硫黄が重合に必要であることを確認するために、様々な条件下で元素硫黄を試験する。各 S8を CDE、DVB、AE と組み合わせて、また s8だけを使用して、個々の反応を実行します。別のバイアルで S8、CDE、およびポリ (s50%-DVB50%) を組み合わせます。すべてのサンプルを24時間90° c で加熱し、室温まで冷まします。</li>
</ol>4. ポリマー特性評価
<ol><li>ポリマー中の S8の初期検出には薄層クロマトグラフィー (TLC) を使用してください。ヘキサン溶離液を使用して、シリカ TLC プレート上にポリマーサンプルを見つけます。ヘキサンでは、S8の Rf値は0.7 で、ポリマーはベースラインから移動せず、Rf ≈0です。</li>
	<li>クロロホルム-dですべてのポリマーを 1h NMR で分析します。得られた1H − NMR スペクトルを積分して、反応の程度を決定する。対象となるポリマーをクロロホルム−dに溶解させることによって全てのサンプルを調製する。未溶解微粒子を除去するために簡単な濾過を行います。</li>
	<li>DCM 溶離液を使用してサンプルをゲル浸透クロマトグラフィー (GPC) で分析します。2つのバイモーダルメソ列と分析のための屈折率検出器との GPC を使用します。<ol>
<li>ほとんどの terpolymers と広い多分散の溶解度が比較的低いため、各ポリマーを DCM の一見高い濃度、75 mg/mL で溶解します。0.45 μ m 疎水性フィルターを使用して、可溶性部分から微粒子を除去します。</li>
		<li>ポリスチレン標準の較正曲線に基づいて、数平均および重量平均分子量 (それぞれ Mnおよび mw ) を決定します。これらの値を使用して、多分散インデックス (PDI) を取得します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ポリマーサンプルの熱特性を調べます。30-50 のポリマーを充填し、得られた thermograms からガラス転移温度 (Tg) を適切に識別するのに十分なサンプルを提供します。サンプルを-50 ° c から150° c の速度で10° c/分でスキャンし、20° c/分で-50 ° c に戻し、再度、10° c/min で150° c に加熱します。2回目のスキャンですべての Tg値を取得します。</li>
</ol>5. 溶解度試験
注: Terpolymers は、DCM で最も高い溶解性を示しました。ポリマーの溶解度は、組成を変化させることによって変えることができる。
<ol><li>各ポリマーの約 150 mg をプレ秤量バイアルに測定し、DCM で溶解して 75 mg/mL に到達します。可溶性部分を除去する前に、サンプルを8時間溶解させてください。DCM で不溶性部分を2回洗浄し、残りの不溶性試料をオーブンで10分間乾燥させ、残りの溶媒を除去する。</li>
	<li>バイアルを室温に冷却させた後にバイアルを Reweigh する。開始と最終の重みの差を決定することによって、溶解率を計算します。</li>
</ol>

<ol><li>Griebel, J. J., Glass, R. S., Char, K., Pyun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymerizations+with+Elemental+Sulfur%3A+A+Novel+Route+to+High+Sulfur+Content+Polymers+for+Sustainability%2C+Energy+and+Defense%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Polymerizations with Elemental Sulfur: A Novel Route to High Sulfur Content Polymers for Sustainability, Energy and Defense.</a> Progress in Polymer Science. 58, 90-125 (2016).</li>
<li>Chung, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elemental+Sulfur+as+a+Reactive+Medium+for+Gold+Nanoparticles+and+Nanocomposite+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Elemental Sulfur as a Reactive Medium for Gold Nanoparticles and Nanocomposite Materials.</a> Angewandte Chemie International Edition. 50, 11409-11412 (2011).</li>
<li>Chung, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Use+of+Elemental+Sulfur+as+an+Alternative+Feedstock+for+Polymeric+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Chemistry%22%5BJournal%5D)">The Use of Elemental Sulfur as an Alternative Feedstock for Polymeric Materials.</a> Nature Chemistry. 5, 518-524 (2013).</li>
<li>Shukla, S., Ghosh, A., Roy, P. K., Mitra, S., Lochab, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardanol+Benzoxazines+-+A+Sustainable+Linker+for+Elemental+Sulphur+Based+Copolymers+via+Inverse+Vulcanisation%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer%22%5BJournal%5D)">Cardanol Benzoxazines - A Sustainable Linker for Elemental Sulphur Based Copolymers via Inverse Vulcanisation.</a> Polymer. 99, 349-357 (2016).</li>
<li>Worthington, M. J. H., Kucera, R. L., Chalker, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+Chemistry+and+Polymers+Made+from+Sulfur%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Green Chemistry and Polymers Made from Sulfur.</a> Green Chemistry. 19, 2748-2761 (2017).</li>
<li>Boyd, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sulfur+and+Its+Role+In+Modern+Materials+Science%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Sulfur and Its Role In Modern Materials Science.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55, 15486-15502 (2016).</li>
<li>Shukla, S., Ghosh, A., Sen, U. K., Roy, P. K., Mitra, S., Lochab, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardanol+Benzoxazine%E2%80%90Sulfur+Copolymers+for+Li%E2%80%90S+Batteries%3A+Symbiosis+of+Sustainability+and+Performance%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+Select%22%5BJournal%5D)">Cardanol Benzoxazine‐Sulfur Copolymers for Li‐S Batteries: Symbiosis of Sustainability and Performance.</a> Chemistry Select. 1, 594-600 (2016).</li>
<li>Griebel, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Covalent+Polymers+via+Inverse+Vulcanization+of+Elemental+Sulfur+for+Healable+Infrared+Optical+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Macro+Letters%22%5BJournal%5D)">Dynamic Covalent Polymers via Inverse Vulcanization of Elemental Sulfur for Healable Infrared Optical Materials.</a> ACS Macro Letters. 4, 862-866 (2015).</li>
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</ol>

作者は何も開示することはありません。

この方法の主な利点は、伝統的な逆加硫のための穏やかな温度、90° c 対 > 159 ° c で polysulfides を形成する能力です。ポリ (s-DVB) の拡張硫黄鎖と硫黄ループは s823,26の s-s 結合よりも安定しています。より低い温度は、その後、homolytic 切断又および thiyl ラジカル形成24を引き起こすために使用することができる。溶解点が非常に低い反応温度を有するモノマーについては、これは依然として溶媒を必要とせずに達成することができる。安定したポリマーは、1, 4-cyclohexanedimethanol CDE、CVE、および AE で得られた (図 1)。これは、monofunctional 化合物である CVE に特に注目されます。逆加硫21,<sup class="xref...

石油精製時の organosulfur 化合物の S8への変換は、硫黄1の大量備蓄の蓄積につながっている。元素硫黄は、主に、硫酸、肥料2のリン酸の生産に使用されます。相対的な存在は容易に利用でき、安価な試薬を原料の硫黄に材料の開発のための理想的な原料を作る提供する。
逆加硫は、硫黄を機能性材料3にがする比較的新しい重合技術である。S8リングは159° c 以上の加熱時に diradical、リニアチェーンに変換されます。Thiyl ラジカルは、その後、polysulfides3を形成するモノマーを用いて重合を開始する。従来のラジカル polymerizations に加えて、逆加硫は benzoxazines4を用いて重合を開始するために利用されてきた。得られたポリマーは、Li − S 電池1、5、6、7、自己修復光学レンズ8、9のカソードを含む広範囲の用途に使用される。、水銀及び油吸着剤5、10、11、12、13、14、15、断熱材15、肥料16のゆっくりとした放出だけでなく、いくつかの抗菌活性を実証する17.1つのグループは、これらの polysulfides の徹底した系統的分析を提供しており、さまざまな S コンテンツ18を持つ絶縁特性と機械的特性に関する詳細情報を提供しています。具体的な詳細は、さらなるアプリケーション開発に役立つことがあります。これらの材料に存在する動的結合はまた、polysulfides19,20をリサイクルするために利用されている。しかし、逆加硫によって必要とされる高温は、通常185° c、混和性での no の欠如と、使用できるモノマーを制限する3.
芳香族炭化水素、拡張炭化水素、および高い沸点5を有する天然モノマーの重合に焦点を当てた初期の取り組み。これらの方法は、アクリル、方法、および官能 styrenic モノマー21を含む S8とより多くの極性モノマーとの間の混和性を改善するプレポリマーとしてポリ (S −スチレン) を使用することによって拡張された。別の方法は、反応速度およびより低い反応温度22を増強するために nucleophilic アミン活性化剤を利用する。しかし、多くのモノマーは159° c 以下の沸点を有しているため、polysulfide 形成のための代替方法が必要です。
安定したクラウン形態では、S − S 結合が最強であり、したがって切断23に対して高い温度を必要とする。Polysulfides では、硫黄は線形鎖またはループとして存在し、S-s 結合をはるかに低い温度1,24で切断することを可能にする。プレポリマーとしてポリ (S-DVB) (DVB、ジビニルベンゼン) を使用することにより、1, 4-cyclohexanedimethanol divinylether (CDE、126° c の沸点) のようなより低い沸点の第2のモノマーを、導入することができます24。本研究では、a 群のアリルとビニルエーテルモノマーを用いて反応温度を90° c に低下させることにより更なる改善を示す。第2のモノマーを組み込んだ反応は無溶媒のままである。

<table><tbody><tr><td>硫黄、99.5%、昇華、ACROS Organics</td><td>フィッシャー・サイエンティフィ</td>ック<td>・AC201250250SDS</td><td></td></tr><tr><td>ジビニルベンゼン</td><td>フィッシャー・サイエンティフィ</td>ック<td>・AA4280422</td><td></td></tr><tr><td>1,4-シクロヘキサンジメタノール・ジビニル・エーテル、異性体の混合物</td><td>シグマ・アルドリッチ</td><td>406171</td><td></td></tr><tr><td>シクロヘキシル・ビニル・エーテル</td><td>フィッシャー・サイエンティフィ</td>ック<td>・AC395420500</td><td></td></tr><tr><td>アリル・エーテル</td><td>シグマAldrich</td><td>259470</td><td></td></tr><tr><td>マレイミド</td><td>Sigma Aldrich</td><td>129585</td><td></td></tr><tr><td>ジクロルメタン</td><td>フィッシャー サイエンティフィック</td><td>D37</td><td></td></tr><tr><td>N,N-ジメチルホルムアミド</td> フィ<td>ッシャー サイエンティフィ</td>ック <td>D119</td><td></td></tr><tr><td>オート サンプラー アルミニウム サンプル パン、50&micro;L、0.1mm、密閉型</td><td>パーキンエルマー</td><td>B0143017</td><td></td></tr><tr><td>オートサンプラーアルミニウムサンプルカバーパー</td><td>キンエルマー</td><td>B0143003</td><td></td></tr><tr><td>EMDミリポア13mm非滅菌ミリックスシリンジフィルター-疎水性PTFEメンブレン、0.45ウム</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>SLFHX13NL</td><td></td></tr></tbody></table>

ポリ (terpolymers) における動的硫黄結合を用いた温暖な温度でのの合成

Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in Poly(S-Divinylbenzene)

元素硫黄 (S8) は、毎年数百万トンが生産される石油産業の副産物です。このように豊富な生産と限られた用途は、ポリマー合成のためのコスト効率の良い試薬として硫黄をもたらします。逆加硫は、溶媒を必要とせずに機能 polysulfides を形成するために様々なモノマーと元素硫黄を兼ね備えています。短い反作用時間およびまっすぐな前方の合成方法は逆加硫の急速な拡大に導いた。しかしながら、反応温度が高い (> 160 ° c) ことは、使用できるモノマーの種類を制限する。ここでは、ポリ (ジビニルベンゼン) における動的硫黄結合は、はるかに低い温度で重合を開始するために使用される。プレポリマーの s-S 結合は s8の s-s 結合より安定しておらず、159° c ではなく90° c でラジカル形成が可能である。様々なアリルおよびビニルエーテルが terpolymers を形成するために組み込まれている。得られた材料は、1h NMR、ゲル浸透クロマトグラフィー、および差動走査熱量測定、ならびに溶解度の変化を調べることによって特徴付けられる。この方法は、穏やかな温度で polysulfides を作成するために逆加硫によって利用される溶媒フリーの thiyl ラジカル化学を膨張させる。この開発はそれにより入手しやすい材料特性および可能な適用を拡大するために組み込むことができるモノマーの範囲を広げる。

ポリ (S-DVB) は、S8環開形成ラジカル3を開始するために高温 (185 ° c) を用いて公開されたプロトコルに従って合成した。これらのラジカルは、その後、DVB で重合を開始します。溶融硫黄と液体 DVB は、溶剤の必要性を排除します。30分以内に、硫黄と DVB は、フォームポリ (S-DVB) の完全に反応します。バイアルから除去すると、ポリマーは、より低い硫黄含量 (30-40%) で硬く脆い材料である。中域硫黄含有量 (50-60%)非常に可鍛性であり、高い硫黄含有量 (70-90%)堅く、適用範囲が広い固体を形作る。さらに、ポリマーは硫黄含量を増加させるとともにより不透明になる。この材料は、さらなる修正のためのプレポリマーとして機能します。ポリ (S-DVB) 内の動的硫黄結合は、追加のモノマーと重合を開始するために利用することができる (図 1)。
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このプロトコルの目的は、溶媒を使用せずに穏やかな温度 (90 ° c) でポリ (ジビニルベンゼン) の動的硫黄結合を使用して重合を開始することです。Terpolymers は、GPC、DSC および 1h NMR によって特徴付けられ、溶解度の変化を試験した。

ポリ (Terpolymers) における動的硫黄結合を用いた温暖な温度でのの合成

Elemental sulfur (S8) is a byproduct of the petroleum industry with millions of tons produced annually. Such abundant production and limited applications ...

溶媒を必要とせずに、ポリ(硫黄-ジビニルベンゼン)を90°Cで動的硫黄結合を用いて重合を開始する方法を開発しました。これは、摂氏160度を超える温度を必要とする従来の方法よりも大幅に低いです。重合温度を下げると、逆加硫によってポリスルフィドに組み込むことができるモノマーの範囲が広がる。これにより、可能な材料の特性と可能な用途が拡大します。逆加硫は、他の用途の中で水銀や油の吸着剤として、赤外線透明レンズとして、硫化リチウム電池に使用されているポリ硫化物を生産しています。この方法は、新しい材料の開発と、おそらく追加のアプリケーションを可能にします。この方法の主な利点の 1 つは、合成の相対的な容易さ.このビデオでは、反応が時間の経過とともにどのように進行するかを示す機会を提供し、硫黄含有量と存在するモノマーの比率に基づいてポリマーがどれだけ変化するかを示します。ポリ(S-ジビニルベンゼン)を調製するには、磁気攪拌棒を備えたワンドラムバイアルで所望の重量比で元素硫黄とジビニルベンゼンを組み合わせます。バイアルを185°Cのオイルバスに30分間置きます。反応が完了したら、オイルバスからバイアルを取り出し、バイアルを液体窒素に入れてすぐに急がれる。次いでバイアルを開けてポリマーを除去し、調製したポリマーごとにこのステップを繰り返す。テルポリマーを合成するには、まずポリ(S-ジビニルベンゼン)をモルタルとペスルで粉砕し、モノマー1、4-シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、またはCDEとのより高い表面積相互作用を行います。次に、ポリ(S-ジビニルベンゼン)とCDEを600ミリグラムスケールで所望の重量比で組み合わせます。サンプルを90°Cのオイルバスに24時間置きます。その後、試料を室温まで冷却します。完全なモノマーの組み込みが得られていない反応の場合は、可溶性ポリマー部分をジクロロメタンに溶解し、冷メタノールで沈殿する。溶解度が限られているサンプルの場合は、固体ポリマーサンプルを冷たいメタノールで洗浄し、未反応のモノマーを除去します。マレイミドを用いてテルポリマーを合成するには、前述のように5グラムスケールで硫黄とジビニルベンゼンを30~70重量比で組み合わせます。磁気攪拌棒を装備したワンドラムガラスバイアルで3対1の重量比でプレポリマーとマレイミドを組み合わせます。ジメチルホルムアミドのマイクロリットル当たり10ミリグラムで混合物を溶解します。その後、24時間摂氏100度のオイルバスにバイアルを置きます。次にポリ(S-ジビニルベンゼン)と所望のモノマーを、先に説明した1対1重量比で組み合わせ、各種テルポリマーを調製する。反応中の様々な時点で混合物のサンプルを除去し、プロトンNMR分析のために重水素クロロホルムの600マイクロリットルにポリマーを溶解する。元素硫黄ではなくポリマーからの硫黄が重合に必要であることを確認するために、硫黄のサンプルを単独で調製し、前述のようにCDE、ジビニルベンゼン、およびアリルエーテルを用いて調製する。重水素化クロロホルム中の陽子NMRによりポリマーを分析する。得られたプロトンNMRスペクトルを統合して、反応の程度を決定する。ほとんどのテルポリマーの相対的低い溶解度と高い多分散性のために、各ポリマーを1ミリリットル当たり75ミリグラムの高濃度でジクロロメタンに溶解する。その後、0.45ミクロンの疎水性フィルターを使用して可溶性部分から微粒子を除去します。ジクロロメタンを溶出物として、2つのメゾポアカラムを順番に使用し、分析用の屈折率検出器を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィーによりサンプルを分析します。ポリスチレン標準の較正曲線に基づいて、数平均分子量と重量平均分子量を決定します。熱特性を調べるために、アルミニウムパンに各ポリマーの30〜50ミリグラムを充填し、得られた温度グラムからガラス転移温度を十分に識別するのに十分なサンプルを提供する。サンプルをスキャンし、2回目のスキャンからサーモグラム値を取得します。溶解性の研究では、各ポリマーの約150ミリグラムを前もって計量したバイアルに計量し、ジクロロメタンに溶解して1ミリリットル当たり75ミリグラムの濃度に達する。8時間後、可溶性部分を取り除き、不溶部分をジクロロメタンで2回洗浄する。残りの不溶性サンプルをオーブンで10分間乾燥させて、残りの溶媒を取り除きます。バイアルを室温まで冷却した後、重量を量り、開始重量と最終重量の差を求めることで溶解率を算出する。ポリ(S-ジビニルベンゼン)を高温で合成し、硫黄環切断形成ラジカルを開始し、ジビニルベンゼンで重合を開始した。ポリ(S-ジビニルベンゼン)内の動的硫黄結合は、はるかに低い温度で追加のモノマーと重合を開始するために利用することができる。単官能および二機能性ビニルおよびアリルモノマーを評価し、NMRにより確認された全て重合に成功した。すべての重合のためのモノマー含有量を48時間にわたって監視した。制御反応を行い、重合におけるポリ(S-ジビニルベンゼン)対硫黄の役割を決定した。この製品は、ポリマー構造の変化、モノマーの組み込み、および硫黄が完全に組み込まれているかどうかを判断するために、プロトンNMRおよびTLCによって調べられた。ポリ(S-ジビニルベンゼン)CDEのポリマー構造を調べるために、様々な重合を行った。両方の硫黄含有量が増加し、CDEの添加は、ガラス転移温度の低下につながった。初期の分子量の低下の後、CDEの添加は、鎖長の全体的な増加につながった。40%〜50%の硫黄で合成されたポリ(ジビニルベンゼン)に対する最大溶解性を達成した。CDEの添加は、ポリマー溶解度の低下につながった。硫黄含有量の高いポリ(S-ジビニルベンゼン)の溶解度が低い場合は低い溶解性が認められたが、CDEを組み込むことにより溶解性が大幅に向上した。以前に報告されたよりも実質的に低い温度で起こる無溶媒重合を開発することは、多硫化物に組み込むことができるモノマーの範囲を広げます。これにより、新しいアプリケーションへの扉が開いたり、材料が目的の機能に合わせて調整されたりする可能性があります。ポリ(硫黄-ジビニルベンゼン)バイアルの合成中に少量のガスが生成されます(バイアルは、圧力の蓄積を防ぐために半分だけ満たされるべきです)。ガスが吸入されないように、サンプルはフードから取り外す前に通気する必要があります。

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Research

JoVE Journal

Chemistry

化学

新規な方法は、市販の出発モノマーを用いて合成するために提示し、プログラム主鎖液晶エラストマーれます。作動性能は、プログラミング中に印加される歪みの量に依存しながら、熱機械的特性の広い範囲は、架橋剤の量を調整することにより調整されました。...

二段チオールアクリレート反応を使用してプログラム可能な、主鎖液晶エラストマーの合成

ペリレンを可視光光触媒として用いた官能化ビニルモノマーの原子移動ラジカル重合の方法が記載されています。...

可視光応答型光触媒としてペリレンを使用した官能ビニルモノマーの原子移動ラジカル重合

単一分子レベルでの環状ポリマーの拡散運動の合成と特性評価のためのプロトコルが提示されています。...

単一分子レベルでの環状ポリマーの合成と溶融状態におけるそれらの拡散運動のキャラクタリゼーション

ここで、我々は準備して二次構造を可視化するためのプロトコルを提示する（ 例えば 、繊維、トロイダルアーキテクチャ、およびナノ球体）ヘリカルポリカルボジイミド由来。両方の原子間力顕微鏡（AFM）及び走査電子顕微鏡（SEM）によって特徴付けられる形態は、分子構造、濃度、および選択した溶媒に依存することが示されました。...

ヘリカルポリカルボジイミド共重合体およびそれらのトリアゾール誘導体から得られた自己組み立てモルフォロジー

高効率な熱活性遅延蛍光体のスケール...

スケール アップ ジベンゾチオフェン S、S 二酸化コアに基づく熱重合遅延蛍光体の化学合成

ここでは、チオール化合物の 1 つの鍋、遷移金属フリー合成を提案する、芳香族ハロゲン化物、ナトリウム thiomethoxide、チオール種を用いた金属-ジチオレン...

半導体 Gyroidal 金属硫黄フレームワークの結晶化に対するチオール ビルディング ブロックの合成

本研究では、アミノプロピル終了 polydimethylsiloxanes とジメチルビニル メチル フェニル シロキサン ブロック共重合体および柔らかいポリシロキサンを用いた尿素 (PSU) エラストマー合成経路について説明します。それは、眼内レンズを収容として Psu のアプリケーションを提示します。生体外の細胞毒性の評価法についても述べる.

眼内レンズ用ソフト ポリシロキサン尿素エラストマーの合成

前例のない多官能化ベンゼンの合成に向けて、水中のα、β不飽和化合物およびアルキンの過硫酸促進金属遊離ベンベンゼレーションが報告されている。...

α,β不飽和化合物及びアルキンの過硫酸促進ベンザネ化による水中の多官能ベンゼンの効率的な合成

循環材料経済に向けた閉ループアプローチの例をここに説明します。生物ベースの半芳香族ポリエステルが重合、脱重合によって設計され、その後、その収率または最終的な特性のわずかな変化だけで再重合される、全体の持続可能なサイクルが提示されます。...

分子リサイクル向けに設計:リグニン由来の半芳香族バイオベースポリマー

この研究の主な目的は、溶液ブロースピニング(SBS)を介して一貫した形態のポリマー繊維マットを調製するためのプロトコルを説明することです。SBSを用いて、ポリマー-エラストマーマトリックスにナノ粒子を組み込むことにより、保護材料を含む様々な用途向けの新規で調整可能な柔軟なポリマー繊維ナノコンポジットの開発を目指しています。...

個人用保護具用高分子ナノコンポジット繊維の溶液ブロー紡糸

縮合環シクロオクテンモノマーに基づく脱重合性オレフィン系ポリマー

学ぶ動的硫黄結合を用いたポリマー合成法。90°Cの温暖な温度で溶媒不使用でテルポリマーを合成し、GPCやNMRで特性を評価する。この手法はポリスルフィド材料の新たな応用を可能にする。

ポリ (Terpolymers) における動的硫黄結合を用いた温暖な温度でのの合成

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