Name: synthesis of terpolymers at mild temperatures using dynamic sulfur bonds in poly(s-divinylbenzene)
Uploaded: 2019-05-20T15:00:00
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감사는 재정적 지원을 위한 미국 화학 협회 석유 연구 기금 (PRF # 58416-UNI7)에 게 빚 지 고 있습니다.

1. 폴 리 디 비닐 벤젠의 합성
<ol><li>폴 리 디 비닐 벤젠을 준비 하려면 다양 한 중량 비율 (30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30:D 및 80:20 및 90:10)에서 원소 황과 디 비닐 벤젠을 결합 합니다. 3,25에 기재 된 종래 방법에 따라 반응을 준비 한다. 참고: 여기에서 모든 반응은 1.00 g 규모로 진행 되었습니다. 전형적인 반응은 포함 500의 mg의8 그리고 500 dvb-t의 mg...

<ol>
	<li>Griebel, J. J., Glass, R. S., Char, K., Pyun, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymerizations+with+Elemental+Sulfur:+A+Novel+Route+to+High+Sulfur+Content+Polymers+for+Sustainability,+Energy+and+Defense.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elemental+Sulfur+as+a+Reactive+Medium+for+Gold+Nanoparticles+and+Nanocomposite+Materials.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Use+of+Elemental+Sulfur+as+an+Alternative+Feedstock+for+Polymeric+Materials.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardanol+Benzoxazines+-+A+Sustainable+Linker+for+Elemental+Sulphur+Based+Copolymers+via+Inverse+Vulcanisation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+Chemistry+and+Polymers+Made+from+Sulfur.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfur+and+Its+Role+In+Modern+Materials+Science.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardanol+Benzoxazine&#8208;Sulfur+Copolymers+for+Li&#8208;S+Batteries:+Symbiosis+of+Sustainability+and+Performance.">Cardanol Benzoxazine&#8208;Sulfur Copolymers for Li&#8208;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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Covalent+Polymers+via+Inverse+Vulcanization+of+Elemental+Sulfur+for+Healable+Infrared+Optical+Materials.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Infrared+Transmitting+Material+via+Inverse+Vulcanization+of+Elemental+Sulfur+to+Prepare+High+Refractive+Index+Polymers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfur-Limonene+Polysulfide:+A+Material+Synthesized+Entirely+from+Industrial+By-Products+and+Its+Use+in+Removing+Toxic+Metals+from+Water+and+Soil.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+Inverse+Vulcanized+Polymers+for+Mercury+Capture.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Mercury(II)+Removal+by+Electrospun+Sulfur+Copolymers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laying+Waste+to+Mercury:+Inexpensive+Sorbents+Made+from+Sulfur+and+Recycled+Cooking+Oils.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustainable+Polysulfides+for+Oil+Spill+Remediation:+Repurposing+Industrial+Waste+for+Environmental+Benefit.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porous+Sulphur+Copolymer+for+Gas-phase+Mercury+Removal+and+Thermal+Insulation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfur+Polymer+Composites+as+Controlled-release+Fertilisers.">Sulfur Polymer Composites as Controlled-release Fertilisers.</a> Organic and Biomolecular Chemistry. , (2018).</li><li>Deng, D., Hoefling, A., Th&#233;ato, P., Lienkamp, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Properties+and+Antimicrobial+Activity+of+Poly(sulfur&#8208;co&#8208;1,3&#8208;diisopropenylbenzene)+Copolymers.">Surface Properties and Antimicrobial Activity of Poly(sulfur&#8208;co&#8208;1,3&#8208;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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+and+Electrical+Properties+of+Sulfur-Containing+Polymeric+Materials+Prepared+via+Inverse+Vulcanization.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustainable+Inverse-vulcanised+Sulfur+Polymers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recycling+and+Self-Healing+of+Polybenzoxazines+with+Dynamic+Sulfide+Linkages.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chalcogenide+Hybrid+Inorganic/Organic+Polymers+(CHIPs)+via+Inverse+Vulcanization+and+Dynamic+Covalent+Polymerizations.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleophilic+Activation+of+Elemental+Sulfur+for+Inverse+Vulcanization+and+Dynamic+Covalent+Polymerizations.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymeric+Sulfur+and+Related+Polymers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polysulfides+Initiate+Dynamic+Monomer+Incorporation+Forming+Cross-linked+Terpolymers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inverse+Vulcanization+of+Bismaleimide+and+Divinylbenzene+by+Elemental+Sulfur+for+Lithium+Sulfur+Batteries.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disproportionation+of+Organic+Polysulfides.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inverse+Vulcanization+of+Elemental+Sulfur+and+Styrene+for+Polymeric+Cathodes+in+Li-S+Batteries.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactivity+of+Allyl+Monomers+in+Radical+Polymerization.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution+Processible+Hyperbranched+Inverse-Vulcanized+Polymers+as+New+Cathode+Materials+in+Li-S+Batteries.">Solution Processible Hyperbranched Inverse-Vulcanized Polymers as New Cathode Materials in Li-S Batteries.</a> Polymer Chemistry. 6, 973-982 (2015).</li></ol>

이 방법의 주요 이점은 전통적인 역가 황에 대 한 온화한 온도, 90 ° c > 159 ° c에서 폴 리 설파 이드를 형성 할 수 있는 능력 이다. 폴 리 (에 스 DVB)의 확장 된 황 쇄 및 황 고리는 s-s 결합에 비해 안정성이 떨어집니다. 낮은 온도는 그 때 호 혈 성 절단 및 thiyl 라 디 칼 형성24를 일으키는 원인이 되기 위하여 이용 될 수 있습니다. ?...

석유 정제 과정에서 유기 황 화합물을 S8 로 변환 하면 유황1의 큰 비축이 발생 하는 것으로 이어졌습니다. 원소 유황은 주로 황산 및 비료2에 대 한 인산 염의 생산에 사용 됩니다. 상대적 풍부 함은 쉽게 구할 수 있고 저렴 한 시 약을 제공 하 여 원소 유황을 재료 개발에 이상적인 공급 원료로 만들어 냅니다.
역가 황은 기능 물질3에 유황을 재 목적으로 비교적 새로운 중 합 기술 이다. S8 링은 159 ° c 이상가 열 시 디 라 디 칼, 선형 체인으로 변환 합니다. 그런 다음 티 일 라 디 칼은 단량체로 중 합을 시작 하 여 폴 리 설파 이드3을 형성 합니다. 기존의 라 디 칼 중 합 이외에도, 역가 황은 벤 즈 oxazines4로 중 합을 시작 하는 데 활용 되었습니다. 얻어진 폴리머는 음극 배터리1,5,6,7의 자가 치유 광학 렌즈를 포함 하는 광범위 한 응용 분야에 사용 되어 왔으며,9 , 수은 및 오일 흡착 제5,10,11,12,13열 절연체15 비료 (16 )의 느린 방출 뿐만 아니라 일부 항균 활성을 입증17. 하나의 그룹은 다양 한 S 함량18의 절연 성 및 기계적 성질에 대 한 보다 상세한 정보를 제공 하는 이들 폴 리 설파 이드의 철저 한 체계적인 분석을 제공 하였다. 구체적인 내용은 추가 응용 프로그램 개발에 도움이 될 수 있습니다. 이들 물질에 존재 하는 동적 결합은 또한 폴리설파 이드 (19) (20)를 재순환 시키기 위해 이용 되었다. 그러나, 역가 황에 의해 요구 되는 고온, 전형적으로 185 ° c 및 혼 화성의부족은3으로 사용 될 수 있는 단량체를 제한 한다.
방향족 탄화수소의 중 합, 확장 된 탄화수소 및 고비 점5를 가진 천연 단량체에 대 한 조기 노력이 집중 되었습니다. 이러한 방법은 폴 리 에스테 르 (S-스 티 렌)를 S8 과 아크릴, allylic 및 기능화 된 스타일 렌 계 단량체 (21)를 포함 하는 더 많은 극성 단량체 사이의 예비 중합체 개선 혼 화성 사용 하 여 확장 되었다. 또 다른 방법은 친 유성 아민 활성 제를 활용 하 여 반응 속도를 높이고 반응 온도를 낮추는22. 그러나 많은 단량체는 159 ° c이 하에서 비등 점을 잘가지고 있으므로 폴 리 설파 이드 형성을 위한 대체 방법이 필요 합니다.
안정 된 크라운 형태로, S-S 본드는 가장 강한, 따라서 협곡 (23)에 대 한 높은 온도를 요구 한다. 폴 리 설파 이드에서 유황은 선형 체인이 나 루프로 존재 하 여 s-s 결합을 훨씬 낮은 온도에서1,24로 절단 할 수 있습니다. 프리 폴리머로 서 폴 리 (에 스 DVB) (DVB, 디 비닐 벤젠)를 사용 함으로써, 제 2 단량체는 1, 4 cyclohexanedimethanol divinylether와 같은 하 부 비 점을 가지 며, 126 ° c의 끓는점은24개 도입 될 수 있다. 이 작업은 알릴 및 비닐 에테르 단량체와 함께 반응 온도를 90 ° c로 낮추어 더욱 개선 된 것을 보여준다. 두 번째 단량체를 포함 하는 반응은 무용제로 남아 있습니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sulfur, 99.5%, sublimed, ACROS Organics</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC201250250SDS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>divinylbenzene</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AA4280422</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,4-Cyclohexanedimethanol divinyl ether, mixture of isomers</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>406171</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyclohexyl vinyl ether</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC395420500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allyl ether</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>259470</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>maleimide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>129585</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dichlormethane</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D37</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-dimethylformamide</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D119</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Auto sampler Aluminum Sample Pans, 50&#181;L, 0.1mm, Sealed</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>B0143017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Auto sampler Aluminum Sample Covers</td>
			<td>Perkin Elmer</td>
			<td>B0143003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMD Millipore 13mm Nonsterile Millex Syringe Filters - Hydrophobic PTFE Membrane, 0.45 um</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SLFHX13NL</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of terpolymers at mild temperatures using dynamic sulfur bonds in poly(s-divinylbenzene)

원소 황 (에 스8)은 매년 생산 되는 수백만 톤의 석유 산업의 부산물입니다. 이러한 풍부한 생산 및 제한 된 응용 프로그램은 고분자 합성을 위한 비용 효율적인 시 약으로 유황으로 이어집니다. 역가 황은 원소 유황을 다양 한 단량체와 결합 하 여 용 매가 필요 없이 기능적 폴 리 설파 이드를 형성 합니다. 짧은 반응 시간과 똑 바른 앞으로 합성 방법은 역가 황의 급속 한 확장을 주도하 고 있다. 그러나, 높은 반응 온도 (> 160°c)는 사용 될 수 있는 단량체의 유형을 제한 한다. 여기서, 폴 리 디 비닐 벤젠의 동적 황 결합은 훨씬 낮은 온도에서 중 합을 개시 하기 위해 사용 된다. 예비 중합체의 S-s 결합은 s-S 결합 보다 덜 안정적 이며, 90° c에서 159 ° c에서 급진적인 형성을 허용 합니다. 다양 한 알릴 및 비닐 에테르는 포 폴리머를 형성 하기 위해 혼 입 되었다. 얻어진 물질은 1시간 NMR, 겔 투과 크로마토그래피 및 시차 주사 열 량 측정법 뿐만 아니라 용 해도의 변화를 검토 하였다. 이 방법은 용 매가 없고, 온화한 온도에서 폴 리 설파 이드를 생성 하는 역가 황에 의해 이용 되는 thiyl 라 디 칼 화학에 확장 된다. 이러한 개발은 접근 가능한 재료 특성과 적용 가능성을 확대 하 여 통합 될 수 있는 단량체의 범위를 넓혀 준다.

폴 리 (에 스 DVB-T)는 S8 링 절단 형성 라 디 칼을 개시 하기 위해 고온 (185 ° c)을 사용 하 여 출판 된 프로토콜에 따라 합성 되었다3. 이러한 라 디 칼은 DVB로 중 합을 시작 합니다. 용융 된 유황과 액체 DVB는 솔벤트의 필요성을 없애줍니다. 30 분 이내에, 유황과 DVB는 폴 리 (에 스 DVB) 형태로 완전히 반응 합니다. 바이 알 로부터 제거 시, 중합체는 낮?...

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Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in PolyS-Divinylbenzene

이 프로토콜의 목적은 용 매를 사용 하지 않고 온화한 온도 (90 ° c)에서 폴 리 디 비닐 벤젠의 동적 황 결합을 사용 하 여 중 합을 시작 하는 것입니다. Terpolymers는 GPC, DSC 및 1H NMR을 특징으로 하며 용 해도의 변화에 대해 테스트 되었습니다.

폴 리 (에 스 디 비닐 벤젠)에 동적 유황 결합을 사용 하 여 온화한 온도에서 Terpolymers의 합성

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

우리는 용매없이 섭씨 90도에서 폴리 (황 디비닐 벤젠)에서 동적 황 결합을 사용하여 중합을 시작하는 방법을 개발했습니다. 이는 섭씨 160도 이상의 온도를 요구하는 전통적인 방법보다 실질적으로 낮습니다. 중합 온도를 낮추면 반전 된 저속화에 의해 폴리설피오에 통합 될 수있는 단량체의 범위가 넓어지다.이렇게 하면 가능한 재료의 특성과 가능한 응용 프로그램이 확장됩니다. 역 간증은 다른 응용 분야 중 수은 및 오일 소박으로, 적외선 투명 렌즈로, 리튬 황화물 배터리에 사용 된 폴리 설피드를 생산하고있다. 이 방법을 사용하면 새 재료와 추가 응용 프로그램을 개발할 수 있습니다.이 방법의 주요 이점 중 하나는 합성의 상대적 용이성입니다. 이 비디오는 시간이 지남에 따라 반응이 어떻게 진행되는지 보여줄 뿐만 아니라 중합체가 황 함량 및 존재하는 단량의 비율에 따라 얼마나 달라질 수 있는지를 보여주는 기회를 제공합니다. 폴리(S-divinylbenzene)를 준비하려면 원소 황과 디비닐벤젠을 원하는 중량 비에 결합하여 마그네틱 스터디 바가 장착된 원드램 바이알에 결합합니다.유리병을 오일 욕조에 185도의 섭씨 105도에 30분간 놓습니다. 반응이 완료되면 오일 욕조에서 유리병을 제거하고 유리병을 액체 질소에 배치하여 즉시 담금질합니다. 그런 다음 바이알을 열어 중합체를 제거하고 제조된 각 폴리머에 대해 이 단계를 반복한다.테르폴리머를 합성하기 위해, 먼저 모노머 1, 4-사이클로헥산디메탄올 디비닐 에테르 또는 CDE와의 더 높은 표면적 상호작용을 위해 박격포와 유봉으로 폴리(S-divinylbenzene)를 분쇄한다. 그런 다음 600밀리그램 스케일에서 원하는 중량 비로 폴리(S-divinylbenzene)와 CDE를 결합합니다. 샘플을 오일 욕조에 90°C에서 24시간 동안 보관하십시오.그런 다음 샘플을 실온으로 냉각시하십시오. 완전한 단조로운 통합을 초래하지 않는 반응의 경우, 디클로로메탄내의 용용성 폴리머 부분을 용해시키고, 차가운 메탄올에 침전한다. 용해도가 제한된 시료의 경우, 고체 폴리머 샘플을 차가운 메탄올로 세척하여 반응되지 않은 단조근을 제거하십시오.남성고이드를 사용하여 테르폴리머를 합성하려면, 앞서 설명한 바와 같이 5그램 척도에서 30 대 70 중량 비로 황과 디비닐벤젠을 결합한다. 마그네틱 교반 바가 장착된 1-dram 유리 유리 바이알에 3대 1 중량 비로 미리 폴리머와 말리마이드를 결합합니다. 디메틸포르마미드의 마이크로리터 당 10 밀리그램으로 혼합물을 녹입니다.그런 다음 유리병을 오일 욕조에 100°C의 100도에서 24시간 동안 놓습니다. 다음으로 다양한 테르폴리머를 준비하기 위해 이전에 설명한 바와 같이 폴리(S-divinylbenzene)와 원하는 단백기를 일대일 중량 비로 결합한다. 반응 중 다양한 시점에서 혼합물의 샘플을 제거하고 양성자 NMR 분석을 위해 중성 엽록소600 마이크로리터에 폴리머를 용해한다.중합체가 아닌 고분자로부터 의 유황이 중합에 필요한지 확인하기 위해, 앞서 설명한 바와 같이, 유황 의 샘플을 단독으로 준비시키고 CDE, 디비닐벤젠 및 알릴 에테르를 준비한다. 중수소 엽록소에서 양성자 NMR에 의해 폴리머를 분석한다. 결과 양성자 NMR 스펙트럼을 통합하여 반응의 정도를 결정합니다.대부분의 테르폴리머의 상대적으로 낮은 용해도및 높은 폴리디스퍼트로 인해 각 폴리머를 밀리리터당 75밀리그램의 고농도로 디클로로메탄에 용해하십시오. 그런 다음 0.45 미크론 소수성 필터를 사용하여 수용성 부분에서 미립자를 제거합니다. 희석제로서 디클로로메탄을 이용한 젤 투과 크로마토그래피를 사용하여 샘플을 분석하고, 2개의 메소포컬을 순차적으로, 분석을 위한 굴절률 검출기를 분석한다.폴리스티렌 표준의 교정 곡선을 기준으로 평균 및 체중 평균 분자량을 결정합니다. 열 특성을 연구하려면 각 폴리머의 30~50밀리그램으로 알루미늄 팬을 채우고, 생성된 열화상으로부터 유리 전이 온도를 적절히 분별할 수 있는 충분한 샘플을 제공합니다. 샘플을 스캔하고 두 번째 검사에서 열화상 값을 가져옵니다.용해도 연구의 경우, 각 폴리머의 약 150밀리그램을 계량된 바이알에 넣고 디클로로메탄에 녹여 밀리리터당 75밀리그램의 농도에 도달합니다. 8시간 후 용해 부위를 제거하고 불용성 부분을 디클로로메탄으로 두 번 세척합니다. 나머지 불용성 샘플을 10분 동안 오븐에 건조하여 나머지 용매를 제거합니다.실온에 유리병을 냉각 한 후, 그것을 무게, 시작 및 최종 무게의 차이를 결정하여 % 용해도를 계산합니다. 폴리(S-divinylbenzene)는 고온을 이용하여 합성되어 황고질 형성 라디칼을 개시하여 디비닐벤젠으로 중합을 시작했다. 폴리(S-divinylbenzene) 내의 다이나믹 유황 결합을 활용하여 훨씬 낮은 온도에서 추가 단량체로 중합을 시작할 수 있습니다.모노기능 및 디기능 비닐 및 알레일 모노머를 평가하였고, NMR에 의해 확인된 바와 같이 모든 것이 성공적으로 중합되었다. 모든 중합에 대한 단조량 함량은 48시간 동안 모니터링되었다. 중합에서 황 대 폴리(S-divinylbenzene)의 역할을 결정하기 위해 대조반응이 수행되었다.제품은 양성자 NMR 및 TLC에 의해 검토되어 중합체 구조, 단조근 의 통합에 대한 변화를 검사하고 유황이 완전히 통합되었는지 여부를 결정했습니다. 폴리(S-divinylbenzene)CDE의 중합체 구조를 검사하기 위해 다양한 중합을 실시하였다. 둘 다 황 함량이 증가하고 CDE를 첨가하여 유리 전이 온도가 감소했습니다.분자량의 초기 감소 후에, CDE의 추가는 사슬 길이에 있는 전반적인 증가로 이끌어 냈습니다. 최대 용해도는 40%에서 50%의 유황으로 합성된 폴리(s-divinylbenzene)에 대해 달성되었습니다. CDE의 첨가는 감소 된 폴리머 용해도를 주도.고황 함량의 폴리(S-divinylbenzene)의 용해도가 낮은 것이 관찰되었지만 CDE를 통합하면 용해도가 실질적으로 향상되었습니다. 이전에 보고된 것보다 실질적으로 낮은 온도에서 발생하는 용매없는 중합화를 개발하면 폴리설피오에 통합 될 수있는 단량체의 범위가 넓어집니다. 이렇게 하면 새 응용 프로그램에 대한 문이 열리거나 재료가 원하는 기능에 맞게 더 잘 맞춤화될 수 있습니다.소량의 가스가 폴리(황-디비닐벤젠)를 합성하는 동안 생산되며, 바이알은 압력축적을 방지하기 위해 반만 채워야 한다. 가스가 흡입되지 않도록 후드에서 샘플을 제거하기 전에 배출해야합니다.

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

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