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Photochemische Einleitung der radikalische Polymerisation Reaktionen
 

Photochemische Einleitung der radikalische Polymerisation Reaktionen

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Organische Polymeren finden Sie in einer Vielzahl von Haushaltsprodukten aus Kunststoff-Tassen und Flaschen, bis hin zu Pkw-Reifen und Stoffe. Eine Methode zur Synthese von Polymeren ist über radikalische Polymerisation Chemie.

Die radikalische Polymerisationsreaktion verwendet Bausteine wie Alken Monomere zu einem Polymer verschiedener Längen und Verzweigung Muster bilden.

Die Reaktion besteht aus Einführung, Ausbreitung und Beendigung.

Entwicklung von Methoden zur Einleitung, Vermehrung und Beendigung können Chemiker, Polymerstruktur zu kontrollieren, um Polymere mit bestimmten Anwendungen zu generieren. Dies ist wichtig, da die Eigenschaften des Materials durch die Länge der Kette und durch Verzweigung der Kette betroffen sein können.

In Reihenfolge für die radikalische Polymerisation Chemie vorzugehen ist ein radikaler Initiator erforderlich. Benzoylperoxid dient als eine photochemische radikaler Initiator.

Photochemisch gefördert homolytische Spaltung von O-O einzelne Bindung führt zu zwei Carboxylgruppen radikalen Arten, die zu bilden-Phenyl-radikale und CO2zu zersetzen.

Diese Phenyl-Radikale können ein Olefin wie Styrol, eine neue C-C-Bindung und einem benzylic radikal zu generieren.

Das neu gegründete benzylic radikal reagiert dann mit einem zweiten Molekül von Styrol, propagieren eine radikale Kettenreaktion in Gang. Polymerisation wird fortgesetzt, bis die Reaktion, in der Regel über die Kopplung von zwei radikalen Spezies beendet.

Um photochemisch Benzoylperoxid zerspalten, muss es absorbieren Photonen um eine molekulare angeregten Zustand ergeben, der dann O-O Spaltung erfährt. Da Benzoylperoxid nur in den UV-Anteil des elektromagnetischen Spektrums absorbiert, ist ein Photosensitizer erforderlich, um radikale Einleitung unter sichtbaren Lichteinstrahlung zu induzieren.

Benzophenon, die eine gemeinsame Photosensitizer, absorbiert Photonen im sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums erzeugen ein Singulett aufgeregt Zustand. InterSystem Crossing bietet das Triplett aufgeregt Staat, was langlebiger als die Singulett aufgeregt ist.

Die Energie von aufgeregt, daß Zustand dann auf Benzoylperoxid, übertragen wird die Dreiergruppe verursacht die Spaltung von O-O-Bindung, Carboxylgruppen Radikale zu generieren. Allerdings gibt es auch eine konkurrierende Reaktion in dem begeistert das Triplett Zustand erfährt Entspannung zurück zu seinem Grundzustand Singulett.

Wenn Entspannung schnell im Vergleich zu den Energietransfer ist, ist die Sensibilisierung ineffizient. Die Effizienz der Sensibilisierung ist Quantenausbeute, gemessen, die die Anzahl der Lichtreaktionen pro Photon absorbiert erreicht ist.

Nun, da wir die Grundsätze der photochemischen Einleitung in eine radikalische Polymerisationsreaktion besprochen haben, betrachten wir eine tatsächliche Verfahren

Eine 10 mL volumetrischen Kolben 13 mg Benzoylperoxid hinzu und füllen Sie ihn in die Zeile mit Toluol. Dies ist Ihre Stammlösung. Mit einer volumetrischen Pipette, 0,5 mL dieser Lösung auf eine UV-Vis-Küvette übertragen und mit 3,5 mL Toluol verdünnen.

Bereiten Sie eine leere Küvette mit nur Toluol und Messen Sie Absorptionsspektrum bei einer Reichweite von 300-800 nm mit einem Spektralphotometer. Wiederholen Sie diesen Schritt mit der Küvette mit Benzoylperoxid, und subtrahieren Sie die Hintergrund-Spektrum.

1 mL der Stammlösung Benzoylperoxid auf einem vorgewogene 25mL Rundboden-Kolben mit Stir Bar übertragen und verdünnen mit 10 mL Toluol und 3 mL Styrol. Fügen Sie eine Septum und Entgasen der Mischung von sprudelnden Stickstoffgas durch die Lösung mit einem Stickstoff gefüllten Ballon.

In einer Dampfhaube Klemmen der Reaktionskolben ausgestattet mit Stickstoff gefüllten Ballon an einer Platte unter Rühren. Schalten Sie die Hg-Bogenlampe mit einer 350 nm lang-Pass-Filter ausgestattet. Bestrahlen Sie mit magnetischen rühren die Lösung für 10 Minuten.

Dann konzentrieren Sie die Mischung auf einen Drehverdampfer. Wiegen Sie die Flasche um die Masse der restlichen nichtflüchtige Rückstände. zu erhalten Zu guter Letzt Vorbereitung und nehmen ein NMR-Spektrum in CDCl-3.

25 mL volumetrischen Kolben 25 mg von Benzophenon hinzu und füllen Sie ihn in die Zeile mit Toluol. Dies ist Ihre Stammlösung. Mit einer volumetrischen Pipette, 0,5 mL dieser Lösung auf eine UV-Vis-Küvette übertragen und mit 3,5 mL Toluol verdünnen.

Messen Sie das Absorptionsspektrum von Benzophenon in Toluol bei einer Reichweite von 300-800 nm auf einem Spektralphotometer, und subtrahieren Sie das Spektrum der leere Küvette.

1 mL der Benzoylperoxid und Benzophenon Stammlösung auf einen tarierten 25 mL Rundboden-Kolben mit Stir Bar übertragen und verdünnen mit 10 mL Toluol und 3 mL Styrol. Fügen Sie eine Septum und entgasen Sie die Mischung mit einem Stickstoff gefüllten Ballon.

In einer Dampfhaube Klemmen der Reaktionskolben ausgestattet mit Stickstoff gefüllten Ballon an einer Platte unter Rühren. Schalten Sie die Hg-Bogenlampe mit einer 350 nm lang-Pass-Filter ausgestattet. Bestrahlen Sie mit magnetischen rühren die Lösung für 10 Minuten.

Konzentrieren Sie die Mischung auf einen Drehverdampfer. Messen Sie das Gewicht des Kolbens zu erhalten Masse des Rückstandes nicht flüchtige, und erhalten ein NMR-Spektrum in CDCl3.

1 mL der Stammlösung Benzophenon in einer tarierten 25 mL Rundboden-Kolben mit einer Stir Bar zu übertragen, und verdünnen mit 10 mL Toluol und 3 mL Styrol. Fügen Sie eine Septum und Entgasen der Mischung mit Stickstoff gefüllt-Ballon-Methode.

Wiederholen Sie das Verfahren der Bestrahlung, Isolierung und Analyse des Produkts, wie in den vorherigen Reaktionen durchgeführt.

Die UV-Vis-Messungen von Benzoylperoxid und Benzophenon zeigen, dass erstere keine wesentliche Absorption im sichtbaren Bereich angezeigt werden; Während letzteres eine erhebliche Menge absorbiert. Dies ist konsistent mit der Theorie, dass ein Photosensitizer, zur Unterstützung erforderlich ist bei der Einleitung Radikalbildung.

Die Reaktion in Anwesenheit von Photoinitiator und Photosensitizer ergab eine ölige, nichtflüchtige Rückstände deren NMR-Spektrum mit der Struktur von Polystyrol in Einklang steht. Polystyrol hat charakteristische Gipfel von einem breiten Multiplet im aromatischen Bereich zwischen 7,2 und 6.4 ppm und die Multiplet der aliphatischen Protonen zwischen 1,9 und 1,5 ppm, wobei die Integration-Verhältnis von 1 zu 2. Während die Kontrollreaktionen in Ermangelung von Photoinitiator oder Photosensitizer nur nicht umgesetztes Ausgangsstoffe ergab.

Nun, da wir ein Verfahren für die Polymersynthese über photochemische Einführung diskutiert haben, schauen Sie sich bitte an ein paar Anwendungen.

Wenn zwei oder mehr verschiedene Monomere zusammen polymerisieren, wird das Ergebnis ein Copolymer genannt. Typische Copolymere enthalten Acrylnitril-Butadien-Styrol und Ethylen-Vinyl-Acetat.

Sie habe nur Jupiters Einführung in photochemischen Einleitung der radikalische Polymerisation Reaktionen beobachtet. Sie sollten jetzt ihre Grundsätze, Verfahren und einige seiner Anwendungen verstehen. Danke fürs Zuschauen!

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