Los químicos del Instituto de Tecnología de Nagoya NITech informan un método sin metales para controlar la polimerización catiónica que proporciona un nuevo marco para polímeros industriales de mayor calidad aplicables a semiconductores y biomateriales. La reacción depende de la unión débil de halógenos yla adición de una pequeña cantidad de sal de amonio para producir polímeros largos y homogéneos. El estudio puede leerse Química - Una revista europea .
El polímero se sintetiza por polimerización catiónica, por ejemplo, a través de un proceso de reacción que junto con la molécula de vinilo requiere la combinación de un catalizador y un iniciador llamado sistema iniciador.
"Los catalizadores de haluros metálicos están bien estudiados en la polimerización catiónica, pero crean impurezas responsables de la coloración y degradación de los polímeros. Hay una gran demanda de sistemas iniciadores libres de metales", dice el profesor asociado Koji Takagi, autor del estudio..
El desafío en la polimerización catiónica es producir un polímero largo que sea homogéneo sin agregar catalizadores a base de metal. El papel de los catalizadores es extraer un anión del iniciador, como un haluro, que interactúa reversiblemente con el catalizador y elextremo de propagación del polímero. Por esta razón, se prefiere un enlace débil, ya que de lo contrario pueden producirse efectos secundarios que comprometan la homogeneidad y el tamaño de los polímeros producidos. En el nuevo estudio, Takagi y sus colegas muestran que el cloruro es el mejor haluro, ya que se forma adecuadamenteenlaces halógenos débiles con un catalizador de 2-yodoimidazolio.
"El componente 2-yodoimidazolio es un requisito para el catalizador si queremos polimerizar isobutil vinil éter IBVE", dijo, hablando sobre el primer compuesto de vinilo que los científicos usaron para demostrar la polimerización catiónica.
Los investigadores encontraron que si se usaran otros haluros en la estructura del iniciador, algo del catalizador se degradaría, en parte debido a la fuerza del enlace halógeno.
El anión cloruro utilizado en su iniciador podría cambiar de un lado a otro entre el catalizador y el extremo de propagación de IBVE de manera eficiente, generando así un polímero con gran peso molecular y distribución de peso molecular estrecho.
El estudio muestra además la temperatura ideal -10 o C y concentraciones del sistema iniciador para la reacción 10 mM cada una.Estas condiciones minimizan los efectos secundarios que corren el riesgo de comprometer el peso molecular y la distribución del peso molecular.
Finalmente, la capacidad de control de la polimerización catiónica podría mejorarse con la adición de una pequeña concentración de sal de amonio.
"Agregar sal de amonio nos permitió modificar la tasa de polimerización y la distribución del peso molecular", dijo Takagi.
En general, señala que el proceso tiene una gran cantidad de características atractivas para la síntesis de polímeros y expande la aplicación del polímero para usos eléctricos y de biomateriales.
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Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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