Особенности молекулярно-массовых характеристик сополимеров, синтезированных в присутствии системы триэтилбор - кислород, при варьировании времени введения бутилакрилата в кипящий винилбутиловый эфир

Автор: Семенычева Людмила Леонидовна, Часова Юлия Олеговна, Валетова Наталья Борисовна, Митин Александр Вячеславович, Подгузкова Марина Викторовна, Маткивская Юлия Олеговна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry

Рубрика: Химия элементоорганических соединений

Статья в выпуске: 3 т.11, 2019 года.

Бесплатный доступ

Проведен синтез сополимеров бутилакрилата с винилбутиловым эфиром при дозировании активного мономера в присутствии окислителя и триэтилбора, выделяемого из комплекса с гексаметилендиамином в растворе винилбутилового эфира добавлением метакриловой кислоты в количестве, пропорциональном в молях количеству амина, перед введением бутилакрилата. Окислителем триэтилбора является кислород воздуха, остающийся в реакционной смеси при кипении винилбутилового эфира. Дозирование бутилакрилата осуществлено в течение разного времени: 20 мин, 40 мин и 60 мин, а затем реакционная смесь термостатирована еще в течение некоторого времени. По окончании полимеризации жидкая фракция отогнана. Полученные образцы сополимеров, представляющие собой вязкую массу, высушены, их конверсию оценивали по сухому остатку гравиметрически. Для всех образцов определены молекулярно-массовые параметры методом гель-проникающей хроматографии. В качестве детектора использовали дифференциальный рефрактометр R-403 (Å (Shimadzu)). Элюентом служил тетрагидрофуран. Для калибровки применяли узкодисперсные стандарты полистирола. Пересчет значений молекулярной массы по полистирольным образцам к сополимеру проводили по коэффициентам для бутилакрилата по стандартным формулам. Показано, что сразу после окончания дозирования бутилакрилата кривые молекулярно-массового распределения сополимера бимодальны, олигомерные кривые молекулярно-массового распределения имеют низкие значения молекулярной массы (Mn менее 1000) и коэффициент полидисперсности (Мw/Mn) = 1,1-1,2. Значительно большие по величине низкомолекулярные моды имеют значение молекулярной массы, во всех случаях ~ 30 000. Аналогичные пропорции для двух пиков наблюдаются и после термостатирования реакционных смесей после введения бутилакрилата при температуре кипения винилбутилового эфира в течение еще 20 мин. При этом имеет место смещение олигомерной кривой молекулярно-массового распределения первого образца относительно таковой для образца сополимера, выделенного сразу после дозирования бутилакрилата в течение 20 мин, и увеличение значений его молекулярной массы при сохранении коэффициента полидисперсности 1,1. В то же время для двух других образцов смещения молекулярно-массового распределения не наблюдается, так же как и изменений значений молекулярной массы. Кроме того, доля олигомера в отношении к низкомолекулярному полимеру с молекулярной массы ~30 000 уменьшается. Более длительное термостатирование реакционной смеси в течение двух часов и дольше после окончания дозирования бутилакрилата как в течение 40, так и 60, в отличие от процесса с дозированием бутилакрилата в течение 20 мин, так же не приводит к смещению кривых молекулярно-массового распределения обоих пиков. При этом уменьшается доля олигомерного пика в обоих случаях.

Еще

Бутилакрилат, винилбутиловый эфир, компенсационная сополимеризация, триэтилбор, гексаметилендиамин, молекулярно-массовые параметры

Короткий адрес: https://sciup.org/147233138

IDR: 147233138   |   DOI: 10.14529/chem190309

Список литературы Особенности молекулярно-массовых характеристик сополимеров, синтезированных в присутствии системы триэтилбор - кислород, при варьировании времени введения бутилакрилата в кипящий винилбутиловый эфир

  • Davies, A.G. Bimolecular Homolytic Substitution by Tert-butoxy Radicals at Metal Atoms / A.G. Davies, B.P. Roberts // J. Organomet. Chem. - 1969. - № 19. - P. 18-19.
  • Sato, T. Study of the Initiator System of Tryalkylboron and Oxygen by Spin Trapping Technique / T. Sato, K. Hibino, N. Fukumre, T. Ostu// Chem. and Ind. - 1973. - № 15. - P. 745-750.
  • Александров, Ю.А. Жидкофазное автоокисление элементоорганических соединений / Ю.А. Александров. - М.: Изд-во Наука, 1978. - 278 с.
  • Миловская, Е.Б. Механизм инициирования радикальной полимеризации полярных мономеров в системах с участием металлорганических соединений / Е.Б. Миловская, Л.В. Замойская, Е.Л. Копп // Успехи химии. - 1969. - Т. 38. - С. 928-951.
  • Mechanism of Trialkylborane Promoted Adhesion to Low Surface Energy Plastics / M.F. Sonnenschein, S.P. Webb, P.E. Kastl, D.J. Arriola // Macromolecules. - 2004. - № 37. - P. 7974-7978. DOI: 10.1021/ma040095f
  • Physical and Chemical Probes of the Bond Strength between Trialkylboranes and Amines and Their Utility as Stabilized Free Radical Polymerization Catalysts / M.F. Sonnenschein, S.P. Webb, O.D. Redwine, B.L. Wendt // Macromolecules. - 2006. - № 39. - P. 2507-2513.
  • DOI: 10.1021/ma060268w
  • Colloidal Encapsulation of Hydrolytically and Oxidatively Unstable Organoborane Catalysts and Their Use in Waterborne Acrylic Polymerization / M.F. Sonnenschein, O.D. Redwine, B.L. Wendt, P.E. Kastl // Langmuir: the ACS Journal of Surfaces and Colloids. - 2009. - № 25(21). - P. 12488-12494.
  • Okamura, H. Generation of Radical Species on Polypropylene by Alkylborane-oxygen System and its Application to Graft Polymerization / H. Okamura, A. Sudo, T. Endo // Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry. - 2009. - V. 47. - P. 6163-6167.
  • DOI: 10.1002/pola.23659
  • Wilson, O.R. Oxygen Tolerant and Room Temperature RAFT through Alkylborane Initiation / O.R. Wilson, A.J.D. Magenau // ACS Macro Letters. - 2018. - № 7(3). - P. 370-375.
  • Необычный механизм полимеризации ММА под действием амминтриизобутилборана и кислорода воздуха / М.Ю. Заремский, Д.В. Буданов, С.А. Романов и др. // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. - 2011. - Т. 53, № 1. - С. 95-104.
  • Системы органобораны - кислород воздуха как нетрадиционные инициаторы радикальной полимеризации / М.Ю. Заремский, Е.С. Гарина, М.Е. Гурский, Ю.Н. Бубнов // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. - 2013. - Т. 55, № 5. - С. 601-624.
  • Реакции инициирования и реинициирования полимеризации под действием систем органоборан-кислород / М.Ю. Заремский, М.Е. Гурский, Ю.Н. Бубнов и др. // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. - 2018. - Т. 60, № 2. - С. 123-133.
  • Полимеризация метилметакрилата в присутствии бороксильных радикалов. Синтез блок-сополимеров / М.Ю. Заремский, В.В. Одинцова, А.В. Большакова и др. // Высокомолекулярные соединения. Серия Б. - 2018. - Т. 60, № 4. - С. 285-294.
  • Особенности «компенсационной» сополимеризации бутилакрилата с винилбутиловым эфиром в присутствии триэтилбора / Л.Л. Семенычева, Ю.О. Маткивская, Н.Б. Валетова и др. // Известия Академии наук. Серия химическая. - 2017. - № 9. - С. 1660-1664.
  • Влияние способа выведения компонента инициатора из комплекса триэтилбор - гексаметилендиамин на молекулярно-массовые характеристики сополимеров бутилакрилат-винилбутиловый эфир при компенсационной сополимеризации в кипящем мономере / Л.Л. Семенычева, Ю.О. Часова, Н.Б. Валетова и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2018. - Т. 10, № 4. - С. 66-74.
  • DOI: 10.14529/chem180407
  • Matyjaszewski, K. Macromolecular Engineering. Precise Synthesis, Materials, Properties, Applications / K. Matyjaszewski, L. G. YLeibler// Weinheim: Wiley-VCH, 2007. - P. 564.
  • Oudian, G. Principles of Polymerization / G. Oudian. - West Sussex: Wiley & Sons, 2004. - 834 р.
  • Matyjaszewski, K. Controlled Living Radical Polymerization: from Synthesis to Materials / K. Matyjaszewski. - Washington: American Chemical Society, 2006. - 671 р.
  • Mueller, A.H.E. Controlled and Living Polymerizations: Methods and Materials / A.H.E. Mueller, K. Matyjaszewski. - Weinheim: Wiley-VCH, 2009. - 605 р.
  • Progress in Reactor Engineering of Controlled Radical Polymerization: a Comprehensive Review / X. Li, E. Mastan, W.J. Wang et al. // Reaction Chemistry & Engineering. - 2016. - Т. 1, № 1. - С. 23-59.
  • Kaligian, K.L. Controlled Polymers: Accessing New Platforms for Material Synthesis / K.L. Kaligian, M.M. Sprachman // Mol. Syst. Des. Eng. - 2019. - № 4. - P. 144-161.
  • DOI: 10.1039/C8ME00095F
  • Living in the Fast Lane - High Throughput Controlled Living Radical Polymerization / S. Oliver, L. Zhao, A.J. Gormley et al. // Macromolecules. - 2019. - № 52(1). - Р. 3-23.
  • DOI: 10.1021/acs.macromol.8b01864
  • Wang, X. Controlled and Efficient Polymerization of Conjugated Polar Alkenes by Lewis Pairs Based on Sterically Hindered Aryloxide-Substituted Alkylaluminum / X. Wang, Y. Zhang, M. Hong // Molecules. - 2018. - № 23(2). - Р. 442. org/.
  • DOI: 10.3390/molecules23020442
  • Органические растворители. Физические свойства и методы очистки / А. Вайсбергер, Э. Проскауэр, Дж. Риддик, Э. Тупс. - М.: Издатинлит, 1958. - 520 с.
  • Энциклопедия полимеров: в 3 т. / под ред. В.А. Каргина. - М.: Сов. Энциклопедия, 1972. - Т. 1. - 1224 с.
Еще
Статья научная