La fotopolimerización del disulfuro de carbono líquido produce películas de politieno a nanoescala

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química de Polímeros La Química de Polímeros es la química de los polímeros.
• La fotoquímica es la fotoquímica.

Sus antecedentes:

• El disulfuro de carbono (CS2) es un precursor versátil para materiales que contienen azufre.
• Investigaciones anteriores exploraron la fotopolimerización en fase gaseosa y la síntesis a alta presión de polímeros CS2.
• Comprender la estructura y las propiedades de los nuevos polímeros derivados de CS2 es crucial para la innovación de materiales.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar y caracterizar un nuevo polímero carbono-azufre, (CS) x, a partir de la fase líquida CS2.
• Para dilucidar las características estructurales y la unión dentro del polímero (CS) x.
• Para investigar el mecanismo de polimerización e identificar potenciales productos secundarios.

Principales métodos:

• Fotopolimerización de CS2 líquido utilizando la irradiación de banda ancha (300--400 nm).
• Caracterización mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía de fuerza atómica (AFM) y espectroscopia de infrarrojos de transformación de Fourier (FT-IR).
• Etiquetado isotópico ((13) C) y estudios de compuestos modelo para el análisis estructural.
• Espectrometría de masas (ionización electrónica y química) para la identificación de subproductos solubles.
• Cristalografía de rayos X para determinar la estructura de compuestos relacionados.

Principales resultados:

• Una membrana dorada transparente de polímero (CS) x (aprox. 200 nm de espesor) fue producido con éxito.
• Los espectros de FT-IR revelaron absorciones características atribuidas al doble carbono-carbono (1431 cm(-1)) y enlaces simples (1298, 1250 cm(-1)).
• Se identificaron los productos secundarios solubles C4S6 y C6S7, lo que sugiere un precursor de etileneditiona.
• AFM indicó que el polímero está compuesto de pequeñas esferas (20-50 nm).
• La espectroscopia EPR mostró evidencia de radicales centrados en el azufre, indicativo de enlaces cruzados.

Conclusiones:

• La fotopolimerización del líquido CS2 produce un nuevo polímero (CS) x con características estructurales distintas.
• La estructura del polímero probablemente incluye una red de enlaces cruzados con enlaces disulfuro.
• Se propone un mecanismo de polimerización que involucra intermedio S2C=CS2.
• Los hallazgos proporcionan información sobre la síntesis y las propiedades de los polímeros carbono-azufre.