פיתחנו שיטה ליזום פילמור באמצעות קשרי גופרית דינמיים בפולי (גופרית-דיווינילבנזן) ב-90 מעלות צלזיוס ללא צורך בממסים. זה נמוך משמעותית מאשר שיטות מסורתיות הדורשות טמפרטורות מעל 160 מעלות צלזיוס. הורדת טמפרטורת הפולימריזציה מרחיבה את טווח המונומרים שניתן לשלב בפוליסולפידים על ידי וולקניזציה הפוכה.
פעולה זו מרחיבה את מאפייני החומרים האפשריים ואת היישומים האפשריים. וולקניזציה הפוכה ייצרה פוליסוליפידים ששימשו בסוללות ליתיום גופרתי, כמו עדשות שקופות אינפרא אדום, כמו כספית ושמן sorbents בין יישומים אחרים. שיטה זו תאפשר פיתוח של חומרים חדשים וסביר להניח יישומים נוספים.
אחד היתרונות העיקריים של שיטה זו הוא הקלות היחסית של הסינתזה. וידאו זה מספק את ההזדמנות כדי להדגים כיצד התגובה מתקדמת לאורך זמן, כמו גם מראה כמה פולימרים יכולים להשתנות בהתבסס על תוכן הגופרית ואת היחס של מונומרים הנוכחי. להכנת פולי(S-divinylbenzene) לשלב גופרית יסודית divinylbenzene ביחס המשקל הרצוי בקבוקון אחד dram מצויד בר ערבוב מגנטי.
מניחים את הבקבוקון באמבט שמן ב 185 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות. לאחר השלמת התגובה, להסיר את הבקבוקון מן אמבט השמן מיד מרווה על ידי הצבת הבקבוקון בחנקן נוזלי. ואז לשבור את הבקבוקון כדי להסיר את הפולימר, ולחזור על שלב זה עבור כל פולימר מוכן.
כדי לסנתז טרפולימרים, תחילה לרסק את פולי (S-divinylbenzene)עם מרגמה ועלי לאינטראקציה שטח פנים גבוה יותר עם מונומר 1, 4-Cyclohexanedimethanol divinyl אתר, או CDE. לאחר מכן שלב את הפולי(S-divinylbenzene) ואת CDE ביחס המשקל הרצוי בסולם של 600 מיליגרם. מניחים את המדגם באמבט שמן ב 90 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות.
ואז לקרר את המדגם לטמפרטורת החדר. לתגובות שלא גורמות להתאגדות מונומרית מלאה, ממיסים את מנות הפולימר המסיסות בדיכלורומטן, ומזרזים במתנול קר. לדגימות עם מסוליות מוגבלת, לשטוף את דגימות פולימר מוצק עם מתנול קר כדי להסיר כל מונומר לא מוקט.
לסנתז טרפולימרים באמצעות maleimide, לשלב גופרית divinylbenzene ביחס משקל 30-70 בסולם של חמישה גרם כפי שתואר קודם לכן. שלבו את הטרום-פולימר עם הזכרימיד ביחס משקל של 3 ל-1 בבקבוקון זכוכית של 1 דראם המצויד בפס ערבוב מגנטי. ממיסים את התערובת ב-10 מיליגרם למיקרוליטר של דימתילפורממיד.
לאחר מכן מניחים את הבקבוקון באמבט שמן ב 100 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות. הבא לשלב פולי(S-divinylbenzene)ואת המונומר הרצוי ביחס משקל אחד לאחד כמתואר בעבר להכין טרפולימרים שונים. הסר מדגם של התערובת בנקודות זמן שונות במהלך התגובה, ולהמיס את הפולימר ב 600 microliters של כלורופורם deuterated לניתוח פרוטון NMR.
כדי לאשר כי גופרית מן הפולימר ולא גופרית היסודות נדרש פילמור, להכין דגימות של גופרית לבד, ועם CDE, divinylbenzene, ואתר allyl כפי שתואר קודם לכן. לנתח את הפולימרים על ידי פרוטון NMR בכלורופורם deuterated. שלב את ספקטרום NMR פרוטון וכתוצאה מכך כדי לקבוע את היקף התגובה.
בשל מיסות נמוכה יחסית polydispersity גבוהה של רוב terpolymers, להמיס כל פולימר dichloromethane בריכוז גבוה של 75 מיליגרם למיליליטר. לאחר מכן להסיר חלקיקים מהחלק המסיס באמצעות מסנן הידרופובי 0.45 מיקרון. נתח את הדגימות על ידי כרומטוגרפיה של ג'ל חורק באמצעות dichloromethane כמו eluent, שתי עמודות MesoPore ברצף, וגלאי אינדקס שבירה לניתוח.
קבע את ממוצע המספרים ואת המשקל הממוצע של משקולות מולקולריות בהתבסס על עקומת הכיול של תקני פוליסטירן. כדי לחקור תכונות תרמיות, מלא מחבתות אלומיניום עם 30 עד 50 מיליגרם של כל פולימר, מתן מדגם מספיק כדי להבחין כראוי את טמפרטורת המעבר זכוכית מן התרמוגרמות וכתוצאה מכך. סרוק את הדגימות והשג את ערכי התרמוגרם מהסריקה השנייה.
עבור מחקרי מזיגה, לשקול כ 150 מיליגרם של כל פולימר לתוך בקבוקון ששקל מראש, להתמוסס dichloromethane להגיע לריכוז של 75 מיליגרם למיליליטר. לאחר שמונה שעות, להסיר את החלק המסיס, ולשטוף את החלק מסיס עם dichloromethane פעמיים. יבש את הדגימה בלתי מסיסים הנותרים בתנור במשך 10 דקות כדי להסיר את הממס הנותר.
לאחר קירור הבקבוקון לטמפרטורת החדר, שקלו אותו וחשבו את אחוז המבודדות על ידי קביעת ההפרש במשקלים ההתחלתיים והסופיים. פולי (S-divinylbenzene) היה מסונתז באמצעות טמפרטורות גבוהות ליזום רדיקלים מחשוף טבעת גופרית, אשר לאחר מכן ליזום פילמור עם divinylbenzene. ניתן להשתמש בקשרי גופרית דינמיים בתוך פולי(S-divinylbenzene) כדי ליזום פילמור עם מונומרים נוספים בטמפרטורות נמוכות בהרבה.
ויניל ודי-פונקציה מונומרים מונו-תפקודיים הוערכו, ו כולם נוכלו בהצלחה כפי שאושר על ידי NMR. תוכן המונומר עבור כל הפולימרים היה במעקב במשך 48 שעות. תגובות שליטה בוצעו כדי לקבוע את התפקיד של פולי(S-divinylbenzene)לעומת גופרית בפולימריזציה.
המוצרים נבדקו על ידי פרוטון NMR ו- TLC כדי לבחון שינויים במבנה הפולימר, התאגדות מונומר, ולקבוע אם הגופרית שולבה במלואה. פילמורים שונים נערכו כדי לבחון את מבנה הפולימר של פולי(S-divinylbenzene)CDE. הן תוכן גופרית מוגבר, והן תוספת של CDE הובילו לירידה בטמפרטורת המעבר בזכוכית.
לאחר ירידה ראשונית במשקל המולקולרי, התוספת של CDE הובילה לעלייה כוללת באורך השרשרת. מסוליות מקסימלית הושגה עבור פולי (s-divinylbenzene) מסונתז עם 40%-50% גופרית. התוספת של CDE הובילה לירידה מנושות הפולימרים.
עבור פולי-תוכן גופרית גבוהה(S-אלוינילבנזן) מסוליות נמוכה נצפתה, אבל שילוב CDE שיפר באופן משמעותי את המסוזה. פיתוח פולמריזציה ללא ממס המתרחשת בטמפרטורות נמוכות משמעותית מכפי שדווח בעבר מרחיב את טווח המונומרים שניתן לשלב בפוליסולפידים. זה עשוי לפתוח את הדלת ליישומים חדשים, או לאפשר חומרים להיות מותאמים טוב יותר עבור הפונקציה הרצויה.
כמות קטנה של גז מיוצר במהלך הסינתזה של פולי (גופרית-divinylbenzene)בקבוקונים צריך להיות מלא רק חצי מלא כדי למנוע הצטברות של לחץ. יש לפרוק דגימות לפני הסרתן מהשכונה כדי להבטיח שהגז לא ישאף.
