Name: synthesis of terpolymers at mild temperatures using dynamic sulfur bonds in poly(s-divinylbenzene)
Uploaded: 2019-05-20T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in PolyS-Divinylbenzene at JoVE.com

Teşekkür mali destek için Amerikan Kimya Derneği petrol araştırma fonu (PRF # 58416-UNI7) borçluyuz.

1. Poly (S-divinylbenzene) sentezi
<ol><li>Poly (S-divinylbenzene) hazırlamak için, çeşitli ağırlık oranlarında Elemental kükürt (S8) ve divinylbenzene (DVB) birleştirin (30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20, ve 90:10 S8:D vb). Reaksiyonu,3,25' in altında açıklanan önceki yöntemlere göre hazırlayın. Not: burada tüm reaksiyonlar 1,00 g ölçekte yapılmıştır. Tipik bir reaksiyon içerir 500 mg S8 ve ...

<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>

Bu yöntemin birincil yararı, geleneksel ters vulkanizasyon için 90 °c ile > 159 °c arasında hafif sıcaklıklarda polisülfürler oluşturabilme yeteneğidir. Poly (s-DVB) ' de genişletilmiş kükürt zincirleri ve kükürt döngüler s-s tahvil daha az istikrarlı olan823,26. Daha sonra düşük sıcaklıklar homolitik makas ve türl radikal oluşumu24neden kullanılabilir. Reaksiyon sıcaklığının altında erime nokt...

Petrol arıtma sırasında S8 organosülfür bileşiklerin dönüşüm sülfür1büyük stokların birikmesi yol açmıştır. Elemental sülfür öncelikle sülfürik asit üretimi için kullanılır ve gübreler için fosfat2. Bağıl bolluk, malzeme geliştirme için Elemental kükürt ideal bir hammadde yapmak için hazır ve ucuz reaktif sağlar.
Ters vulkanizasyon fonksiyonel malzemeler içine sülfür yeniden amaçlıdır nispeten yeni bir polimerizasyon tekniğidir3. S8 halkası, 159 °C ' nin üzerinde Isıtma üzerine diradical, doğrusal bir zincire dönüşür. Türl radikalleri daha sonra polisülfürler oluşturmak için monomerler ile polimerizasyon başlatmak3. Geleneksel radikal polimerleştirmelere ek olarak, benzokazinler4ile polimerizasyon başlatmak için ters vulkanizasyon kullanılmıştır. Elde edilen polimerler li-S pillerde katotlar dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesi için kullanılmıştır1,5,6,7, kendinden iyileştirici optik lensler5/8 , cıva ve yağ Sorbentler5, 10,11,12,13,14,15, termal izolatörler15, yardım için gübrenin yavaş salınımı16 yanı sıra bazı Antimikrobiyal aktivite gösteren17. Bir grup bu polisülfürler kapsamlı S içerik18ile yalıtım karakter ve mekanik özellikleri hakkında daha fazla bilgi sağlayan eksiksiz bir sistematik analiz sağladı. Belirli detaylar daha fazla uygulama geliştirmede yardımcı olabilir. Bu malzemelerde mevcut olan dinamik bağlar da polisülfürler19,20geri dönüşüm için kullanılmıştır. Ancak, ters vulkanizasyon tarafından gerekli yüksek sıcaklıklar, genellikle 185 °c, ve S8ile karışabilirliği eksikliği,3kullanılabilecek monomerleri sınırlandırın.
Erken çaba aromatik hidrokarbonlar, uzatılmış hidrokarbonlar ve yüksek kaynama noktaları5ile doğal monomerlerin polimerizasyonu üzerinde duruldu. Bu yöntemler Poly (s-Styrene) s8 ve akrilik, allylic ve functionalized styrenic monomerlerin21de dahil olmak üzere daha Polar monomerlerin arasında karışabilirliği iyileştirilmesi bir prepolimer olarak kullanılarak genişletilmiştir. Başka bir yöntem, reaksiyon oranlarını ve düşük reaksiyon sıcaklıklarını artırmak için nucleophilik Amin aktihörleri kullanır22. Bununla birlikte, birçok monomerlerin 159 °C ' nin altında Kaynama noktaları vardır ve böylece polizulfide oluşumu için alternatif bir yöntem gerekir.
Stabil taç formunda, S-S bağları en güçlüsüdür, böylece23. Polysulfides içinde, kükürt doğrusal zincirler veya döngüler olarak mevcut, s-s bağlar çok daha düşük sıcaklıklarda parçalanabilen olması izin,1,24. Poli (S-DVB) kullanarak (DVB, divinylbenzene) bir prepolimer olarak, 1, 4-cyclohexanedimethanol divinylether (CDE, 126 °C kaynama noktası) gibi daha düşük bir kaynama noktası ile ikinci bir monomer,24tanıtılabilir. Bu çalışma, allil ve Vinyl eter monomerlerle bir aile ile 90 °c ' ye reaksiyon sıcaklığını düşürerek daha fazla iyileşme göstermektedir. İkinci bir monomer içeren reaksiyonlar solvent içermeyen kalır.

<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)

Elemental kükürt (S8) yıllık milyonlarca ton ile petrol endüstrisinin bir yan ürünüdür. Bu tür bol üretim ve sınırlı uygulamalar, polimer sentezi için uygun maliyetli reaktif olarak kükürte yol açar. Ters vulkanizasyon çözücüler gerek kalmadan fonksiyonel polisülfürler oluşturmak için monomerlerin çeşitli Elemental kükürt birleştirir. Kısa reaksiyon süreleri ve düz ileri sentetik Yöntemler ters vulkanizasyon hızlı genişlemesine yol açmıştır. Ancak, yüksek reaksiyon sıcaklıkları (> 160 °C) kullanılabilecek monomerlerin türlerini sınırlandırabilir. Burada, Poly (S-divinylbenzene) dinamik sülfür bağları çok daha düşük sıcaklıklarda polimerizasyon başlatmak için kullanılır. Prepolimerde s-S bağları s8' de S-s bağlarından daha az stabildir ve 159 °c ' den ziyade 90 °c ' de radikal oluşumuna izin verir. Çeşitli allil ve vinil eterler terpolimerler oluşturmak için eklenmiştir. Elde edilen malzemeler 1H NMR, jel nüfuz Kromatografi ve diferansiyel tarama kalorimetrisi ile karakterizedir ve çözünürlük değişiklikleri incelenmiştir. Bu yöntem, hafif sıcaklıklarda polisülfürler oluşturmak için ters vulkanizasyon tarafından kullanılan solvent içermeyen, türl radikal kimyası üzerinde genişletir. Bu gelişim, böylece erişilebilir malzeme özellikleri ve olası uygulamaları genişletmek dahil edilebilir monomerlerin aralığını genişletir.

Poly (S-DVB), yüksek sıcaklıklar (185 °C) kullanarak yayımlanan protokollere göre sentezlenmiş ve S8 halka bölünme oluşumu radikalleri3' ü başlatmaktadır. Bu radikaller daha sonra DVB ile polimerizasyon başlatır. Erimiş kükürt ve sıvı DVB çözücüler ihtiyacını ortadan kaldırır. 30 dakika içinde, sülfür ve DVB tamamen poli (S-DVB) formu için tepki. Şişenin kaldırılması üzerine, polimer düşük kükürt içeriğinde se...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Terpolymers at Mild Temperatures Using Dynamic Sulfur Bonds in PolyS-Divinylbenzene at JoVE.com

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

Bu protokolün amacı, solvent kullanmadan hafif sıcaklıklarda (90 °C) Poly (S-divinylbenzene) dinamik sülfür bağları kullanarak polimerizasyon başlatmalıdır. Terpolimerler GPC, DSC ve 1H NMR ile karakterize edilir ve çözünürlük değişiklikleri için test edilmiştir.

Poly (S-Divinylbenzene) dinamik sülfür bağları kullanarak hafif sıcaklıklarda Terpolimerler sentezi

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

Biz çözücüler gerek kalmadan 90 santigrat derecede poli (kükürt-divinylbenzen) dinamik kükürt bağları kullanarak polimerizasyon başlatmak için bir yöntem geliştirdik. Bu, 160 santigrat derecenin üzerinde sıcaklık gerektiren geleneksel yöntemlerden önemli ölçüde daha düşüktür. Polimerizasyon sıcaklığının düşürülmesi, ters vulkanizasyon ile polisülfitlere dahil edilebilen monomerlerin aralığını genişletir.Bu, olası malzemelerin özelliklerini ve olası uygulamaları genişletir. Ters vulkanizasyon lityum sülfür pillerde kullanılan polisülfitler üretti, kızılötesi şeffaf lensler gibi, cıva ve yağ sorbents diğer uygulamalar arasında. Bu yöntem, yeni malzemelerin ve olası ek uygulamaların geliştirilmesini sağlayacaktır.Bu yöntemin en önemli faydalarından biri sentezin göreceli kolaylığıdır. Bu video, reaksiyonun zaman içinde nasıl ilerlediğini gösterme nin yanı sıra polimerlerin kükürt içeriğine ve mevcut monomerlerin oranına bağlı olarak ne kadar değişebileceğini gösterme fırsatı sağlar. Poly(S-divinylbenzene) hazırlamak için, manyetik bir karıştırma çubuğu ile donatılmış tek dramlık bir şişede elemental kükürt ve divinilbenzeni istenilen ağırlık oranında birleştirin.30 dakika boyunca 185 santigrat derece bir yağ banyosunda şişe yerleştirin. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, sıvı nitrojen şişe yerleştirerek yağ banyosu ndan şişe çıkarın ve hemen söndürmek. Sonra polimer kaldırmak için şişe yi açın ve hazırlanan her polimer için bu adımı tekrarlayın.Terpolimerleri sentezlemek için, önce poli (S-divinylbenzene)'i monomer 1, 4-Cyclohexanedimethanol divinyl eter veya CDE ile daha yüksek yüzey alanı etkileşimi için bir harç ve havaneli ile ezin. Daha sonra 600 miligramlık bir ölçekte istenilen ağırlık oranında poli (S-divinylbenzene) ve CDE birleştirin. 24 saat boyunca 90 derece santigrat bir yağ banyosunda örnek yerleştirin.Daha sonra numuneyi oda sıcaklığına kadar soğutun. Tam monomer birleşme ile sonuçlanmayan reaksiyonlar için, çözünür polimer kısımları diklorometan çözünür ve soğuk metanol çökelti. Sınırlı çözünürlüğe sahip numuneler için, katı polimer numuneleri tepkisiz monomerleri çıkarmak için soğuk metanolle yıkayın.Maleimid kullanarak terpolimerleri sentezlemek için, sülfür ve divinylbenzeni daha önce açıklandığı gibi beş gramlık bir ölçekte 30-70 ağırlık oranında birleştirin. Bir manyetik karıştırma çubuğu ile donatılmış bir tek-dram cam şişe üç-bir ağırlık oranında maleimid ile pre-polimer birleştirin. Dimetilformamid mikrolitre başına 10 miligram karışımı çözün.Sonra 24 saat boyunca 100 santigrat derece bir yağ banyosunda şişe yerleştirin. Sonraki birleştirmek poli (S-divinylbenzene)ve çeşitli terpolimerler hazırlamak için daha önce açıklandığı gibi bire bir ağırlık oranında istenilen monomer. Reaksiyon sırasında çeşitli zaman noktalarında karışımın bir örneğini çıkarın ve proton NMR analizi için 600 mikrolitre deuterated kloroform polimer çözünür.Polimerizasyon için elementsülfür yerine polimerden gelen kükürtün gerekli olduğunu doğrulamak için, daha önce açıklandığı gibi CDE, divinylbenzenve allyl eter ile tek başına kükürt örnekleri hazırlayın. Deuterated kloroform proton NMR ile polimerler analiz edin. Reaksiyonun derecesini belirlemek için ortaya çıkan proton NMR spektrumlarını entegre edin.Çoğu terpolimerin göreceli olarak düşük çözünürlüğü ve yüksek polidispersitliği nedeniyle, her polimeri mililitre başına 75 miligram lık yüksek konsantrasyonda diklorometan da çözün. Daha sonra 0,45 mikronluk hidrofobik filtre kullanarak çözünür kısımdaki partikülleri çıkarın. Elüent olarak diklorometan, sırayla iki MesoPore kolonu ve analiz için bir kırılma indeksi dedektörü kullanarak jel permeasyon kromatografisi ile numuneleri analiz edin.Polistiren standartlarının kalibrasyon eğrisine göre sayı ortalamasını ve ağırlık ortalama molekül ağırlıklarını belirleyin. Termal özellikleri incelemek için, alüminyum tavaları her polimerin 30 ila 50 miligramı ile doldurun ve ortaya çıkan termogramlardan cam geçiş sıcaklığını yeterince ayırt edecek kadar numune alın. Örnekleri tarayıp ikinci tamatermogram değerlerini elde edin.Çözünürlük çalışmaları için, önceden tartılmış bir şişe içine her polimeryaklaşık 150 miligram tartmak ve mililitre başına 75 miligram konsantrasyonulaşmak için diklorometan çözünür. Sekiz saat sonra çözünen kısmı çıkarın ve çözünmez kısmı iki kez diklorometan ile yıkayın. Kalan çözünmez numuneyi 10 dakika fırında kurutarak kalan çözücünün çıkarın.Şişeyi oda sıcaklığına kadar soğuttuktan sonra, başlangıç ve son ağırlıklar arasındaki farkı belirleyerek tartın ve yüzde çözünürlüğü hesaplayın. Poli (S-divinylbenzen) sülfür halkası oluşturan radikalleri başlatmak için yüksek sıcaklıklar kullanılarak sentezlendi, daha sonra divinilbenzen ile polimerizasyon başlatmak. Poli (S-divinylbenzen) içindeki dinamik kükürt bağları çok daha düşük sıcaklıklarda ek monomerler ile polimerizasyonu başlatmak için kullanılabilir.Mono-fonksiyonel ve di-fonksiyonlu vinil ve allyl monomerler değerlendirildi ve hepsi NMR tarafından doğrulandıkça başarılı bir şekilde polimerize edildi. Tüm polimerizasyonlar için monomer içeriği 48 saat boyunca izlendi. Polimerizasyonda poli (S-divinylbenzen) karşı kükürt rolünü belirlemek için kontrol reaksiyonları yapıldı.Ürünler proton NMR ve TLC tarafından polimer yapısındaki değişiklikleri, monomer birleşmesini incelemek ve kükürtün tam olarak dahil edilip edilemeden incelenmiştir. Poli (S-divinylbenzen)CDE'nin polimer yapısını incelemek için çeşitli polimerizasyonlar yapılmıştır. Hem artan kükürt içeriği, hem de CDE eklenmesi cam geçiş sıcaklığında azalmaya yol açtı.Molekül ağırlığındaki ilk düşüşten sonra CDE eklenmesi zincir uzunluğunun genel olarak artmasına yol açtı. %40 ila %50 kükürt ile sentezlenen poli(s-divinilbenzen) için maksimum çözünürlük sağlandı. CDE eklenmesi polimer çözünürlüğünün azalmasına yol açmıştır.Yüksek kükürt içerikli poli (S-divinylbenzene) düşük çözünürlük gözlendi, ancak CDE içeren önemli ölçüde çözünürlüğü artırdı. Daha önce bildirilenden çok daha düşük sıcaklıklarda oluşan solventsiz polimerizasyon geliştirmek, polisülfitlere dahil edilebilen monomerlerin yelpazesini genişletir. Bu, yeni uygulamalara kapı açabilir veya malzemelerin istenen bir fonksiyona daha iyi uyarlanabilmesine olanak sağlayabilir.Poli (kükürt-divinilbenzen) şişelerinin sentezi sırasında az miktarda gaz üretilir ve basınç birikmesini önlemek için sadece yarı dolu doldurulmalıdır. Gazın solunmaması için numuneler kaputtan çıkarılından önce boşaltılmalıdır.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Organic Chemistry

Chemistry

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

Unit 1

Reactions of Alkenes

SCIENTISTS IN ACTION

Synthesis of Hypervalent Iodonium Alkynyl Triflates for the Application of Generating Cyanocarbenes

Yaratma Cyanocarbenes Uygulanması için hipervalent iyodonyum Alkınıl triflatların Sentezi

The procedures described in this article involve the synthesis and isolation of hypervalent iodonium alkynyl triflates (HIATs) and their subsequent ...

Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Immunotargeted sentezi Magneto-plasmonik nanoklastırlar

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

Synthesis, Characterization, and Functionalization of Hybrid Au/CdS and Au/ZnS Core/Shell Nanoparticles

Sentezi, Karakterizasyonu ve Hibrid Au / CdS ve Au / ZnS Çekirdek / Shell Nanopartiküller işlevselleştirilmesi

Plasmonic nanoparticles are an attractive material for light harvesting applications due to their easily modified surface, high surface area and large ...

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Protocol for the Synthesis of Ortho-trifluoromethoxylated Aniline Derivatives

Sentezi İçin Protokol<em&gt; Ortho</em&gt; -trifluoromethoxylated Anilin türevleri

Molecules bearing trifluoromethoxy (OCF3) group often show desired pharmacological and biological properties. However, facile synthesis of ...

Synthesis of Ligand-free CdS Nanoparticles within a Sulfur Copolymer Matrix

Bir Kükürt Kopolimer Matrix içinde ligand-serbest CdS Nanopartiküller Sentezi

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Protein Bioconjugatlar sentezi<em&gt; yoluyla</em&gt; Sistein-maleimid Kimya

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

Tek Molekül Düzeyde Halkalı Polimerlerin Sentezi ve eritin Devlet Onların Pasif Hareket Karakterizasyonu

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

Synthesis of a Water-soluble Metal&#8211;Organic Complex Array

Synthesis of a Water-soluble MetalÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œOrganic Complex Array

suda çözünür bir metal-organik kompleks dizi sentezi

We demonstrate a method for the synthesis of a water-soluble multimetallic peptidic array containing a predetermined sequence of metal centers such as ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

DNA Manyetik Parçacık dinamik ve elektroforetik ışık saçılma göre analiz bağlama

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Synthesis of a Thiol Building Block for the Crystallization of a Semiconducting Gyroidal Metal-sulfur Framework

Bir yarıiletken Gyroidal Metal-kükürt çerçeve kristalleşme için Thiol yapı taşı sentezi

We present a method for preparing thioester molecules as the masked form of the thiol linkers and their utilization for accessing a semiconducting and ...