Name: Síntese de Terpolímeros em Temperaturas Moderadas Utilizando Ligações de Enxofre Dinâmicas em Poli(S-Divinilbenzeno). (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-05-20T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 16 s
Description: Aprenda a síntese de terpolímeros por vulcanização inversa a 90 °C usando ligações de enxofre dinâmicas em poli(S-divinilbenzeno). Este método sem solventes amplia a incorporação de monômeros para novas aplicações em baterias e materiais ópticos.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Os agradecimentos são devidos ao fundo americano da pesquisa do petróleo da sociedade química (PRF # 58416-UNI7) para o apoio financeiro.

1. síntese de poli (S-divinylbenzeno)
<ol><li>Para preparar poli (S-divinylbenzeno), combine enxofre elementar (S8) e DIVINYLBENZENO (DVB) em várias proporções de peso (30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20 e 90:10 de S8:D vb). Prepare a reação de acordo com métodos anteriores descritos abaixo de3,25. Observação: todas as reações aqui foram conduzidas em uma escala de 1, 0 g. Uma reação típica contém 500 mg de S8 e 500 mg de DVB.<ol>
<li>Coloque os reagentes num frasco para injetáveis de 1 DRAM equipado com uma barra de agitação magnética. Colocar os frascos num banho de óleo a 185 ° c durante 30 min.</li>
		<li>Retire as amostras do banho de óleo e elimine imediatamente a reacção colocando os frascos em azoto líquido. Quebre os frascos para remover o polímero. O nitrogênio líquido não apenas extinça a reação, mas também auxilia na remoção completa do polímero. Cuidado: todas as amostras são extremamente quentes após a remoção do banho. Tenha cuidado ao manusear as amostras. Use EPI adequado ao lidar com vidro quebrado.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. preparação de terpolímeros
<ol><li>Sintetizar terpolímeros combinando poli (S-DVB) e um monómero adicional em um frasco de 1 DRAM equipado com uma barra de agitação magnética. Nota: todas as amostras foram preparadas numa escala de 600 mg. Os monômeros examinados incluem éter 1,4-ciclohexanedimetanol divinil (CDE), éter de vinil ciclohexílico (CVE) e éter alílico (AE).<ol>
<li>Esmagar Poly (S30-90%-DVB10-70%) com um almofariz e pilão para maior interação da área de superfície com CDE. Altere a composição variando a proporção de poli (S-DVB): CDE de 1:1 a 1:100 por peso. Os monómeros adicionais são testados somente em uma relação 1:1 de poli (S50%-DVB50%): monómero.</li>
		<li>Coloc as amostras em um banho de óleo em 90 ° c por 24 h e esfrie então à temperatura ambiente. Tempos de reação mais longos são necessários para alguns monómeros.</li>
		<li>Algumas reações não resultarão na incorporação completa do monómero. Para essas reações, dissolva as porções de polímero solúvel em diclorometano (DCM) e precipitar em metanol frio. Para amostras com solubilidade limitada, lave as amostras de polímero sólido com metanol frio para remover qualquer monómero não reagido.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparar terpolímeros usando maleimida Nota: Maleimida não tem um ponto de ebulição baixo. Entretanto, tem apenas um local reactivo para a modificação radical do thiyl.<ol>
<li>Sintetize o pré-polímero poli (S-DVB) usando métodos ligeiramente alterados. Combine o enxôfre e o DVB em uma relação de 30:70 S8:D vb. Combine os reagentes em um frasco de vidro equipado com uma barra de agitação magnética em uma escala de 5, 0 g.</li>
		<li>Coloque os frascos num banho de óleo a 185 ° c durante 1 h. Coloque imediatamente as amostras em azoto líquido após a remoção do banho de óleo.</li>
		<li>Combine o pré-polímero com maleimida em um frasco de vidro de 1 DRAM com um 3:1 poli (S-DVB): relação de maleimida (w/w). Prepare todas as amostras numa escala de 200 mg e dissolva-se em 10 mg/μL de dimetilformamida (DMF). Colocar os frascos num banho de óleo a 100 ° c durante 24 h. Cuidado: as reações de vulcanização inversa produzem uma pequena quantidade de gás. Para reações acima de uma escala de 1, 0 g, use frascos maiores ou faça um furo na tampa do frasco para evitar a acumulação de pressão. Nota: os pré-polímeros que são mais maleáveis não podem ser esmagados num pó. No entanto, estes polímeros amolecem muito facilmente quando aquecido proporcionando miscibilidade com a maioria dos monómeros.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Monitore a conversão percentual para a adição de uma variedade de monómeros (CDE, CVE, AE e maleimide).<ol>
<li>Prepare todas as amostras utilizando Poly (S-DVB) conforme descrito na secção 2.2.1-2.2.2. Sintetizar poli (S-DVB-CDE), poli (S-DVB-CVE), e poli (S-DVB-AE) em um frasco de vidro de 1 DRAM com um 3:1 poli (S-DVB): monômero rácio por peso. Uma amostra típica deve ter 150 mg de pré-polímero e 50 mg de monômero. Nenhum solvente é necessário para a maioria destas polimerizações. No entanto, para maleimida e poli (S-DVB) para interagir plenamente, 20 μL de DMF deve ser adicionado.</li>
		<li>Remova as amostras em vários pontos temporais (t = 0, 15, 30, 60, 180, 360, 720 e 1440 min). Dissolver o polímero em 600 μL de clorofórmio-d e analisá-los por 1H NMR.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. controle de polimerizações
<ol><li>Sintetizar poli (S50%-DVB50%) conforme descrito na secção 1,1. A amostra pode então ser usada em três reações de controle. Combine o polímero finamente esmagado com DVB adicional. Coloque apenas poli (S-DVB) num frasco para injetáveis separado. Aqueça todas as amostras a 90 ° c durante 24 h e, em seguida, fixe-as à temperatura ambiente.</li>
	<li>Teste o enxofre elementar uma variedade de condições a fim confirmar que o enxôfre do polímero um pouco do que S8 é exigido para a polimerização. Realize reações individuais combinando S8 com CDE, DVB e ae, bem como usando s8 sozinho. Combine S8, CDE e Poly (s50%-DVB50%) em outro frasco. Aqueça todas as amostras a 90 ° c durante 24 h e, em seguida, fixe à temperatura ambiente.</li>
</ol>4. caracterização do polímero
<ol><li>Use cromatografia em camada fina (TLC) para detecção inicial de S8 em polímeros. Amostras de polímero spot para placas de sílica TLC com eluente hexanos. Em hexanes, S8 tem um valor de rf de 0,7, e os polímeros não se movem da linha de base, rf ≈ 0.</li>
	<li>Analise todos os polímeros por 1H NMR em clorofórmio-d. Integre os espectros de 1H-RMN resultantes para determinar a extensão da reação. Prepare todas as amostras dissolvendo o polímero de interesse em clorofórmio-d. Realize filtração simples para remover partículas não dissolvidas.</li>
	<li>Analise as amostras por cromatografia de permeação de gel (GPC) utilizando eluente de DCM. Use um GPC com duas colunas do mesopore na seqüência e um detetor refração do índice para a análise.<ol>
<li>Devido à solubilidade relativamente baixa da maioria dos terpolímeros e polidispersidade ampla, dissolver cada polímero em uma concentração aparentemente elevada, 75 mg/mL em DCM. Retire as partículas da porção solúvel utilizando um filtro hidrofóbico de 0,45 μm.</li>
		<li>Determine o número médio e peso médio pesos moleculares (Mn e mw respectivamente) com base em uma curva de calibração de padrões de poliestireno. Use esses valores para obter o índice de polidispersidade (PDI).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Estude as propriedades térmicas das amostras de polímero. Encha as panelas de alumínio com 30-50 mg de polímero fornecendo amostra suficiente para discernir adequadamente a temperatura de transição de vidro (Tg) dos termogramas resultantes. Escaneie as amostras de-50 ° c a 150 ° c a uma taxa de 10 ° c/min, esfrie de volta a-50 ° c a 20 ° c/min e aqueça-os outra vez a 150 ° c a 10 ° c/min. Obtenha todos os valores de Tg da segunda varredura.</li>
</ol>5. estudos de solubilidade
Nota: terpolímeros demonstrou maior solubilidade em DCM. A solubilidade dos polímeros pode ser alterada variando-se a composição.
<ol><li>Meça aproximadamente 150 mgs de cada polímero em um frasco pré-pesado e dissolva-se em DCM para alcangar 75 mg/mL. Dissolver as amostras durante 8 h antes de retirar a porção solúvel. Lave a porção insolúvel com DCM duas vezes e seque a amostra insolúvel remanescente em um forno por 10 min para remover o solvente restante.</li>
	<li>Repesar o frasco depois de deixar o frasco arrefecer até à temperatura ambiente. Calcule a porcentagem de solubilidade determinando a diferença nos pesos inicial e final.</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>
<li>Griebel, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Infrared+Transmitting+Material+via+Inverse+Vulcanization+of+Elemental+Sulfur+to+Prepare+High+Refractive+Index+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Advandced+Materials%22%5BJournal%5D)">New Infrared Transmitting Material via Inverse Vulcanization of Elemental Sulfur to Prepare High Refractive Index Polymers.</a> Advandced Materials. 26, 3014-3018 (2014).</li>
<li>Crockett, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sulfur-Limonene+Polysulfide%3A+A+Material+Synthesized+Entirely+from+Industrial+By-Products+and+Its+Use+in+Removing+Toxic+Metals+from+Water+and+Soil%5BTitle%5D)+AND+%22Angewandte+Chemie+International+Edition%22%5BJournal%5D)">Sulfur-Limonene Polysulfide: A Material Synthesized Entirely from Industrial By-Products and Its Use in Removing Toxic Metals from Water and Soil.</a> Angewandte Chemie International Edition. 55, 1714-1718 (2016).</li>
<li>Hasell, T., Parker, D. J., Jones, H. A., McAllister, T., Howdle, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+Inverse+Vulcanized+Polymers+for+Mercury+Capture%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">Porous Inverse Vulcanized Polymers for Mercury Capture.</a> Chemical Communications. 52, 5383-5386 (2016).</li>
<li>Thielke, M. W., Bultema, L. A., Brauer, D. D., Richter, B., Fischer, M., Theato, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Mercury%28II%29+Removal+by+Electrospun+Sulfur+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">Rapid Mercury(II) Removal by Electrospun Sulfur Copolymers.</a> Polymers. 8, 266(2016).</li>
<li>Worthington, M. J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laying+Waste+to+Mercury%3A+Inexpensive+Sorbents+Made+from+Sulfur+and+Recycled+Cooking+Oils%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+A+European+Journal%22%5BJournal%5D)">Laying Waste to Mercury: Inexpensive Sorbents Made from Sulfur and Recycled Cooking Oils.</a> Chemistry A European Journal. 23, 16219-16230 (2017).</li>
<li>Worthington, M. J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustainable+Polysulfides+for+Oil+Spill+Remediation%3A+Repurposing+Industrial+Waste+for+Environmental+Benefit%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Sustainable+Systems%22%5BJournal%5D)">Sustainable Polysulfides for Oil Spill Remediation: Repurposing Industrial Waste for Environmental Benefit.</a> Advanced Sustainable Systems. 2, 1800024(2018).</li>
<li>Abraham, A. M., Kumar, S. V., Alhassan, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porous+Sulphur+Copolymer+for+Gas-phase+Mercury+Removal+and+Thermal+Insulation%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Engineering+Journal%22%5BJournal%5D)">Porous Sulphur Copolymer for Gas-phase Mercury Removal and Thermal Insulation.</a> Chemical Engineering Journal. 332, 1-7 (2018).</li>
<li>Mann, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sulfur+Polymer+Composites+as+Controlled-release+Fertilisers%5BTitle%5D)+AND+%22Organic+and+Biomolecular+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Sulfur Polymer Composites as Controlled-release Fertilisers.</a> Organic and Biomolecular Chemistry. , (2018).</li>
<li>Deng, D., Hoefling, A., Théato, P., Lienkamp, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+Properties+and+Antimicrobial+Activity+of+Poly%28sulfur%E2%80%90co%E2%80%901%2C3%E2%80%90diisopropenylbenzene%29+Copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Surface Properties and Antimicrobial Activity of Poly(sulfur‐co‐1,3‐diisopropenylbenzene) Copolymers.</a> Macromolecular Chemistry and Physics. 219, 1700497(2018).</li>
<li>Diez, S., Hoefling, A., Theato, P., Pauer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+and+Electrical+Properties+of+Sulfur-Containing+Polymeric+Materials+Prepared+via+Inverse+Vulcanization%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">Mechanical and Electrical Properties of Sulfur-Containing Polymeric Materials Prepared via Inverse Vulcanization.</a> Polymers. 9, 59(2017).</li>
<li>Parker, D. J., Chong, S. T., Hasell, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustainable+Inverse-vulcanised+Sulfur+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Sustainable Inverse-vulcanised Sulfur Polymers.</a> RSC Advances. 8, 27892-27899 (2018).</li>
<li>Arslan, M., Kiskan, B., Yagci, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recycling+and+Self-Healing+of+Polybenzoxazines+with+Dynamic+Sulfide+Linkages%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Recycling and Self-Healing of Polybenzoxazines with Dynamic Sulfide Linkages.</a> Scientific Reports. 7, 5207(2017).</li>
<li>Zhang, Y. Y., Konopka, K. M., Glass, R. S., Char, K., Pyun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chalcogenide+Hybrid+Inorganic%2FOrganic+Polymers+%28CHIPs%29+via+Inverse+Vulcanization+and+Dynamic+Covalent+Polymerizations%5BTitle%5D)+AND+%22Polym+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Chalcogenide Hybrid Inorganic/Organic Polymers (CHIPs) via Inverse Vulcanization and Dynamic Covalent Polymerizations.</a> Polym Chemistry. 8, 5167-5173 (2017).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nucleophilic+Activation+of+Elemental+Sulfur+for+Inverse+Vulcanization+and+Dynamic+Covalent+Polymerizations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science+Part+A%3A+Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Nucleophilic Activation of Elemental Sulfur for Inverse Vulcanization and Dynamic Covalent Polymerizations.</a> Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 57, 7-12 (2019).</li>
<li>Tobolsky, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymeric+Sulfur+and+Related+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science%3A+Polymer+Symposia%22%5BJournal%5D)">Polymeric Sulfur and Related Polymers.</a> Journal of Polymer Science: Polymer Symposia. 12, 71-78 (1966).</li>
<li>Westerman, C. R., Jenkins, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polysulfides+Initiate+Dynamic+Monomer+Incorporation+Forming+Cross-linked+Terpolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Polysulfides Initiate Dynamic Monomer Incorporation Forming Cross-linked Terpolymers.</a> Macromolecules. 51, 7233-7238 (2018).</li>
<li>Arslan, M., Kiskan, B., Cengiz, E. C., Demir-Cakan, R., Yagci, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inverse+Vulcanization+of+Bismaleimide+and+Divinylbenzene+by+Elemental+Sulfur+for+Lithium+Sulfur+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22European+Polymer+Journal%22%5BJournal%5D)">Inverse Vulcanization of Bismaleimide and Divinylbenzene by Elemental Sulfur for Lithium Sulfur Batteries.</a> European Polymer Journal. 80, 70-77 (2016).</li>
<li>Pickering, T. L., Saunders, K. J., Tobolsky, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disproportionation+of+Organic+Polysulfides%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Chemical+Society%22%5BJournal%5D)">Disproportionation of Organic Polysulfides.</a> Journal of the American Chemical Society. 89, 2364-2367 (1967).</li>
<li>Zhang, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inverse+Vulcanization+of+Elemental+Sulfur+and+Styrene+for+Polymeric+Cathodes+in+Li-S+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymer+Science+Part+A%3A+Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Inverse Vulcanization of Elemental Sulfur and Styrene for Polymeric Cathodes in Li-S Batteries.</a> Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 55, 107-116 (2017).</li>
<li>Zubov, V. P., Kumar, M. V., Masterova, M. N., Kabanov, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactivity+of+Allyl+Monomers+in+Radical+Polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Macromolecular+Science%3A+Part+A%22%5BJournal%5D)">Reactivity of Allyl Monomers in Radical Polymerization.</a> Journal of Macromolecular Science: Part A. 13, 111-131 (1979).</li>
<li>Wei, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution+Processible+Hyperbranched+Inverse-Vulcanized+Polymers+as+New+Cathode+Materials+in+Li-S+Batteries%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Solution Processible Hyperbranched Inverse-Vulcanized Polymers as New Cathode Materials in Li-S Batteries.</a> Polymer Chemistry. 6, 973-982 (2015).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

O principal benefício deste método é a capacidade de formar polissulfetos a temperaturas amenas, 90 ° c versus > 159 ° c para a vulcanização inversa tradicional. As correntes de enxofre estendidas e os laços de enxofre em poli (s-DVB) são menos estáveis do que as ligações s-s em s823,26. As temperaturas mais baixas podem então ser usadas para causar a formação homolítica da scission e do radical do thiyl24. Para monómeros com po...

A conversão de compostos organoenxôfre para S8 durante o refinamento de petróleo levou à acumulação de grandes estoques de enxofre1. O enxofre elementar é usado principalmente para a produção de ácido sulfúrico e fosfatos para fertilizantes2. A abundância relativa fornece um reagente prontamente disponível e barato que faz o enxôfre elementar uma matéria-prima ideal para o desenvolvimento de materiais.
A vulcanização inversa é uma técnica de polimerização relativamente nova que reutiliza o enxofre em materiais funcionais3. O anel de S8 converte a uma corrente diradical, linear em cima do aquecimento acima de 159 ° c. Os radicais thiyl então iniciam a polimerização com monómeros para formar polissulfetos3. Além das polimerizações radicais tradicionais, a vulcanização inversa tem sido utilizada para iniciar a polimerização com benzoxazinas4. Os polímeros resultantes têm sido utilizados para uma ampla gama de aplicações, incluindo cátodos em baterias de Li-S1,5,6,7, auto-cura lentes ópticas8,9 , mercúrio e óleo sorventes5,10,11,12,13,14,15, isoladores térmicos15, para ajudar em a liberação lenta do fertilizante16 , bem como demonstrar alguma atividade antimicrobiana17. Um grupo forneceu uma análise sistemática minuciosa desses polissulfetos, fornecendo mais informações sobre o caráter isolante e as propriedades mecânicas com conteúdo variado de S18. Os detalhes específicos podem ajudar no desenvolvimento de outras aplicações. As ligações dinâmicas presentes nesses materiais também têm sido utilizadas para reciclar os polissulfetos19,20. No entanto, as altas temperaturas exigidas pela vulcanização inversa, tipicamente 185 ° c, e falta de miscibilidade com S8, limitam os monómeros que podem ser usados3.
Os primeiros esforços centraram-se na polimerização de hidrocarbonetos aromáticos, hidrocarbonetos estendidos e monómeros naturais com pontos de ebulição elevados5. Estes métodos foram expandidos usando poli (S-estireno) como um pré-polímero melhorando a miscibilidade entre S8 e mais monômeros polares, incluindo monômeros acrílicos, alílicos e funcionalizados, com o uso do monómero de estireno21. Outro método utiliza ativadores de amina nucleofílica para aumentar as taxas de reação e temperaturas de reação mais baixas22. Entretanto, muitos monómeros têm pontos de ebulição bem abaixo de 159 ° c e exigem assim um método alternativo para a formação do polysulfide.
Na forma de coroa estável, as ligações S-S são as mais fortes, exigindo assim altas temperaturas para a clivagem23. Em polissulfetos, o enxofre está presente como correntes lineares ou loops, permitindo que as ligações s-s sejam clivadas a temperaturas muito mais baixas1,24. Usando poli (S-DVB) (DVB, divinylbenzeno) como um pré-polímero, um segundo monômero com um ponto de ebulição mais baixo, como 1,4-ciclohexanedimetanol divinylether (CDE, ponto de ebulição de 126 ° c), pode ser introduzido24. Este trabalho demonstra uma melhoria mais adicional abaixando a temperatura da reação ao ° c 90 com uma família de monómeros do éter do alilo e do vinil. As reações que incorporam um segundo monómero permanecem sem solvente.

<table><tbody><tr><td>Enxofre, 99,5%, sublimado, ACROS Organics</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC201250250SDS</td><td></td></tr><tr><td>divinilbenzeno</td><td>Fisher Scientific</td><td>AA4280422</td><td></td></tr><tr><td>Éter divinílico 1,4-ciclohexanodimetanol, mistura de isômeros</td><td>Sigma Aldrich</td><td>406171</td><td></td></tr><tr><td>éter vinílico ciclohexílico</td><td>Fisher Scientific</td><td>AC395420500</td><td></td></tr><tr><td>éter alílico</td><td>Sigma Aldrich</td><td>259470</td><td></td></tr><tr><td>maleimida</td><td>Sigma Aldrich</td><td>129585</td><td></td></tr><tr><td>diclormetano</td><td>Fisher Scientific</td><td>D37</td><td></td></tr><tr><td>N,N-dimetilformamida</td><td>Fisher Scientific</td><td>D119</td><td></td></tr><tr><td>Amostrador automático Panelas de Amostra de Alumínio, 50&micro; L, 0,1 mm, Amostras de Alumínio Seladas</td><td>Perkin Elmer</td><td>B0143017</td><td></td></tr><tr><td>Amostrador Automático Filtros</td><td></td><td></td> de Seringa Millex Não Estéril B0143003 <td></td></tr><tr><td>EMD Millipore 13mm - Membrana de PTFE Hidrofóbica, 0,45 um</td><td>Fisher Scientific</td><td>SLFHX13NL</td><td></td></tr></tbody></table>

síntese de terpolímeros em temperaturas moderadas utilizando ligações de enxofre dinâmicas em poli(s-divinilbenzeno).

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

O enxofre elementar (S8) é um subproduto da indústria petrolífera com milhões de toneladas produzidas anualmente. Tal produção abundante e aplicações limitadas conduzem ao enxôfre como um reagente cost-efficient para a síntese do polímero. O vulcanização inverso combina o enxôfre elementar com uma variedade de monómeros para dar forma aos polissulfetos funcionais sem a necessidade para solventes. Os tempos de reação curtos e os métodos sintéticos retos conduziram à expansão rápida da vulcanização inversa. No entanto, altas temperaturas de reação (> 160 ° c) limitam os tipos de monómeros que podem ser usados. Aqui, as ligações dinâmicas de enxofre em poli (S-divinylbenzeno) são usadas para iniciar a polimerização em temperaturas muito mais baixas. As ligações S-S no pré-polímero são menos estáveis do que as ligações S-s em S8, permitindo a formação radical a 90 ° c em vez de 159 ° c. Uma variedade de éteres de alilo e de vinil foi incorporada para formar terpolímeros. Os materiais resultantes foram caracterizados por 1H RMN, cromatografia de permeação de gel e Calorimetria exploratória diferencial, além de examinar alterações na solubilidade. Esse método se expande na química radical thiyl, livre de solventes, utilizada pela vulcanização inversa para criar polissulfetos a temperaturas amenas. Este desenvolvimento amplia a gama de monómeros que podem ser incorporados, expandindo assim as propriedades de materiais acessíveis e possíveis aplicações.

Poly (S-DVB) foi sintetizado de acordo com protocolos publicados usando altas temperaturas (185 ° c) para iniciar S8 anel clivagem formando radicais3. Estes radicais, em seguida, iniciar a polimerização com DVB. O enxofre fundido e líquido DVB eliminar a necessidade de solventes. Dentro 30 min, enxofre e DVB reagir completamente para o formulário poli (S-DVB). Após a remoção do frasco, o polímero é um material duro e quebradiço com menor teor de enxofre ...

O objetivo deste protocolo é iniciar a polimerização usando ligações dinâmicas de enxofre em poli (S-divinylbenzeno) a temperaturas amenas (90 ° c) sem usar solventes. Os terpolímeros são caracterizados por GPC, DSC e 1H NMR, e testados para alterações na solubilidade.

Síntese de Terpolímeros em Temperaturas Moderadas Utilizando Ligações de Enxofre Dinâmicas em Poli(S-Divinilbenzeno).

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

Desenvolvemos um método para iniciar a polimerização usando ligações dinâmicas de enxofre em poli (sulfúrico-divinylbenzeno) a 90 graus Celsius sem a necessidade de solventes. Isto é substancialmente menor do que os métodos tradicionais que requerem temperaturas acima de 160 graus Celsius. A redução da temperatura de polimerização amplia a gama de monômeros que podem ser incorporados em polissulfetos pela vulcanização inversa.Isso expande possíveis propriedades de materiais e possíveis aplicações. A vulcanização inversa produziu polissulfetos que têm sido usados em baterias de sulfeto de lítio, como lentes transparentes infravermelas, como sorbents de mercúrio e óleo entre outras aplicações. Este método permitiria o desenvolvimento de novos materiais e prováveis aplicações adicionais.Um dos principais benefícios deste método é a relativa facilidade da síntese. Este vídeo oferece a oportunidade de demonstrar como a reação progride ao longo do tempo, além de mostrar o quanto os polímeros podem variar com base no conteúdo de enxofre e na razão dos monômeros presentes. Para preparar poli (S-divinylbenzene) combine enxofre elementar e divinylbenzene na razão de peso desejada em um frasco de um dram equipado com uma barra de agitação magnética.Coloque o frasco em um banho de óleo a 185 graus Celsius por 30 minutos. Após a reação completa, remova o frasco do banho de óleo e sacie imediatamente colocando o frasco em nitrogênio líquido. Em seguida, abra o frasco para remover o polímero e repita esta etapa para cada polímero preparado.Para sintetizar os terpímeros, primeiro esmague o poli(S-divinylbenzene) com uma argamassa e pilão para maior interação de área de superfície com o monômero 1, 4-Cyclohexanedimetanol divinyl éter, ou CDE. Em seguida, misture o poli (S-divinylbenzene) e o CDE na razão de peso desejada em uma escala de 600 miligramas. Coloque a amostra em um banho de óleo a 90 graus Celsius por 24 horas.Em seguida, esfrie a amostra à temperatura ambiente. Para reações que não resultem em incorporação completa de monômeros, dissolva as porções de polímero solúvel em diclorometano e precipitar em metanol frio. Para amostras com solubilidade limitada, lave as amostras de polímero sólido com metanol frio para remover qualquer monômero não redigido.Para sintetizar terpolímeros usando maleimida, combine enxofre e divinylbenzene a uma razão de peso de 30 a 70 em uma escala de cinco gramas como descrito anteriormente. Combine o pré-polímero com maleimida em uma proporção de peso de três para um em um frasco de vidro de um dram equipado com uma barra de agitação magnética. Dissolva a mistura em 10 miligramas por microlitera de dimetilformamida.Em seguida, coloque o frasco em um banho de óleo a 100 graus Celsius por 24 horas. Em seguida, combine poli (S-divinylbenzene) e o monômero desejado em uma relação de peso de um para um, como descrito anteriormente para preparar vários terpolímeros. Remova uma amostra da mistura em vários pontos de tempo durante a reação, e dissolva o polímero em 600 microliters de clorofórmio deuterado para análise de NMR de prótons.Para confirmar que o enxofre do polímero em vez de enxofre elementar é necessário para a polimerização, prepare amostras de enxofre sozinho, e com CDE, divinylbenzene e éter aliado como descrito anteriormente. Analise os polímeros por NMR de prótons em clorofórmio deuterado. Integre o espectro NMR de próton resultante para determinar a extensão da reação.Devido à relativa baixa solubilidade e alta polidispersidade da maioria dos terpolímeros, dissolva cada polímero em diclorometano a uma alta concentração de 75 miligramas por mililitro. Em seguida, remova as partículas da porção solúvel usando um filtro hidrofóbico de 0,45 mícria. Analise as amostras por cromatografia de permeação de gel usando diclorometano como eluente, duas colunas mesoPore em sequência e um detector de índice refrativo para análise.Determine os pesos moleculares médios e médios de peso com base na curva de calibração dos padrões de poliestireno. Para estudar propriedades térmicas, encha as panelas de alumínio com 30 a 50 miligramas de cada polímero, fornecendo amostra suficiente para discernir adequadamente a temperatura de transição do vidro dos termogramas resultantes. Escaneie as amostras e obtenha os valores do termograma a partir da segunda varredura.Para estudos de solubilidade, pesar aproximadamente 150 miligramas de cada polímero em um frasco pré-pesado, e dissolver-se em diclorometano para atingir uma concentração de 75 miligramas por mililitro. Após oito horas, retire a porção solúvel e lave a porção insolúvel com diclorometano duas vezes. Seque a amostra insolúvel restante em um forno por 10 minutos para remover o solvente restante.Depois de esfriar o frasco à temperatura ambiente, pesar e calcular a solubilidade percentual determinando a diferença nos pesos iniciais e finais. Poly (S-divinylbenzene) foi sintetizado usando altas temperaturas para iniciar radicais formadores de decotes de anel de enxofre, que então iniciam a polimerização com divinylbenzene. Ligações dinâmicas de enxofre dentro de poli (S-divinylbenzene)podem ser utilizadas para iniciar a polimerização com monômeros adicionais a temperaturas muito mais baixas.Foram avaliados vinil monofuncionais e di-function e monômeros aliados, e todos foram polimerizados com sucesso, conforme confirmado pela NMR. O conteúdo monômero para todas as polimerizações foi monitorado ao longo de 48 horas. Foram realizadas reações de controle para determinar o papel do poli (S-divinylbenzene) versus enxofre na polimerização.Os produtos foram examinados por NMR e TLC de prótons para examinar alterações na estrutura do polímero, incorporação monômero e determinar se o enxofre foi totalmente incorporado. Várias polimerizações foram realizadas para examinar a estrutura polímera do poli (S-divinylbenzene)CDE. Tanto o aumento do teor de enxofre, quanto a adição de CDE levaram a uma diminuição na temperatura de transição do vidro.Após uma diminuição inicial do peso molecular, a adição de CDE levou a um aumento geral no comprimento da cadeia. A solubilidade máxima foi alcançada para poli(s-divinylbenzene)sintetizado com 40% a 50%. A adição de CDE levou à diminuição da solubilidade do polímero.Para poli de alto teor de enxofre (S-divinylbenzene)baixa solubilidade foi observado, mas a incorporação de CDE melhorou substancialmente a solubilidade. Desenvolver uma polimerização livre de solventes que ocorre a temperaturas substancialmente mais baixas do que relatadas anteriormente amplia a gama de monômeros que podem ser incorporados em polissulfetos. Isso pode abrir a porta para novas aplicações, ou permitir que os materiais sejam melhor adaptados para uma função desejada.Uma pequena quantidade de gás é produzida durante a síntese de frascos poli (sulfúrico-divinylbenzene)só deve ser preenchido meio cheio para evitar um acúmulo de pressão. As amostras devem ser ventiladas antes de removê-las do capô para garantir que o gás não seja inalado.

synthesis-terpolymers-at-mild-temperatures-using-dynamic-sulfur-bonds

Research

JoVE Journal

Chemistry

Química

Uma nova metodologia é apresentada para sintetizar e elastómeros programa principal de cadeia líquido-cristalinos utilizando monómeros de partida comercialmente disponíveis. Uma ampla gama de propriedades termomecânicas foi adaptada ajustando a quantidade de agente de reticulação, enquanto que o desempenho de actuação era dependente da quantidade de tensão aplicada durante a programação.

Síntese de Programmable principal de cadeia Elastômeros líquido-cristalinos Usando um de dois estágios Reação Tiol-acrilato

Um método para a polimerização radical de transferência de átomos de monômeros de vinila funcionalizados usando perileno como fotocatalisador de luz visível é descrito.

Transferência de átomos radical polimerização de monómeros de vinilo funcionalizados Usando Perileno como um fotocatalisador Luz Visível

Um protocolo para a síntese e caracterização de movimento difusivo de polímeros cíclicos no único nível molécula é apresentado.

Síntese de polímeros cíclicos e Caracterização do seu movimento difusivo no estado fundido na molécula de nível único

Aqui, apresentamos um protocolo para preparar e visualizar estruturas secundárias (por exemplo, fibras, arquiteturas toroidal, e nano-esferas) derivados de policarbodiimidas helicoidais. A morfologia caracterizado por, tanto a microscopia de força atómica (AFM) e microscopia electrónica de varrimento (SEM) foi demonstrado que depende da estrutura molecular, concentração, e o solvente de escolha.

Morfologias de auto-montagem Obtidos a partir helicoidais policarbodiimida copolímeros e seus derivados triazólicos

Escala-se síntese dos emissores altamente eficiente termicamente ativado fluorescência retardada é descrito no artigo apresentado.

Síntese química de scale-up de fluorescência retardada tèrmica ativado emissores baseado no núcleo Dibenzothiophene-S, S-dióxido de

Aqui, apresentamos uma síntese de um pote, transição-metal-free de tióis e tioésteres de halogenetos aromáticos e thiomethoxide de sódio, seguido de preparação de monocristais de uma rede de metal-dithiolene usando espécies tiol gerados in situ desde o mais estável e tractable Tioéster.

Síntese de um Bloco de Construção Tiol para a Cristalização de uma Estrutura Semicondutora de Metal-Enxofre com Geometria Giroidal

Este estudo descreve rotas sintéticas para polydimethylsiloxanes terminada aminopropil e polydimethyl-metil-fenil-siloxano-bloco copolímeros e elastômeros ureia baseado em silicone macio (PSU). Apresenta a aplicação de UPAs como acomodar uma lente intra-ocular. Também é descrito um método de avaliação de citotoxicidade em vitro .

Síntese de elastômeros de silicone macio-ureia para aplicação de lente intra-ocular

É relatado uma benzannulação sem metais promovida por persulfato de compostos α, β-insaturados e alquines na água em direção à síntese de benzenos polifuncionados sem precedentes.

Síntese eficiente de benzenos polifuncionados em água via Benzannulação promovida por Persulfato de compostos α, β-insaturados e Alkynes

Um exemplo de uma abordagem de circuito fechado em direção a uma economia de materiais circulares é descrito aqui. Um ciclo sustentável é apresentado onde poliésteres semi-aromáticos biobálticos são projetados por polimerização, despomerização e, em seguida, repolimerizados com apenas pequenas alterações em seus rendimentos ou propriedades finais.

Projetado para reciclagem molecular: um polímero semi-aromático derivado da lignina

O objetivo principal deste trabalho é descrever um protocolo para o preparo de tapetes de fibras poliméricas com morfologia consistente via solução de fiação por sopro (SBS). Nosso objetivo é usar a SBS para desenvolver nanocompósitos de fibra polimérica novos, ajustáveis e flexíveis para várias aplicações, incluindo materiais de proteção, incorporando nanopartículas em uma matriz de polímero-elastômero.

Solução de Fiação por Sopro de Fibras Poliméricas Nano-Compósitas para Equipamentos de Proteção Individual

Aqui, descrevemos protocolos para a preparação de ciclooctenos fundidos com transciclobutano (tCBCO), sua polimerização para preparar polímeros olefínicos despolimerizáveis e a despolimerização desses polímeros em condições amenas. Adicionalmente, são descritos protocolos para a preparação de redes despolimerizáveis e moldagem por compressão de plásticos lineares rígidos baseados neste sistema.

Polímeros olefínicos despolimerizáveis baseados em monômeros ciclooctenos de anel fundido

Aprenda a síntese de terpolímeros por vulcanização inversa a 90 °C usando ligações de enxofre dinâmicas em poli(S-divinilbenzeno). Este método sem solventes amplia a incorporação de monômeros para novas aplicações em baterias e materiais ópticos.

Síntese de Terpolímeros em Temperaturas Moderadas Utilizando Ligações de Enxofre Dinâmicas em Poli(S-Divinilbenzeno).

Explorar mais vídeos