Síntesis de polímeros porosos con plantilla de emulsión utilizando emulsiones de CO2 en agua de fase interna alta

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.
• Química verde es la química verde.

Sus antecedentes:

• La síntesis tradicional de materiales porosos a menudo implica disolventes orgánicos, lo que lleva a preocupaciones ambientales y impurezas residuales.
• El desarrollo de rutas de síntesis libres de disolventes es crucial para la producción sostenible de materiales y aplicaciones donde la pureza es primordial.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo método sin disolventes para sintetizar materiales altamente porosos a través de la plantilla de emulsión.
• Para investigar la influencia del tipo de tensioactivo y la viscosidad de fase continua en la estabilidad de la emulsión y las propiedades del material.
• Demostrar la versatilidad del método para producir varios polímeros porosos, incluidos los biomateriales potenciales.

Principales métodos:

• La polimerización de emulsiones de dióxido de carbono concentrado en agua (C/W) sin disolventes orgánicos.
• Optimización de la estabilidad de la emulsión mediante el control de la selección de surfactante y la viscosidad de la fase acuosa.
• Utilizando la iniciación redox para la síntesis a temperaturas y presiones moderadas.
• Caracterización del volumen de los poros, el diámetro de los poros y la densidad a granel del material de poliacrilamida porosa resultante.

Principales resultados:

• Síntesis exitosa de poliacrilamida altamente porosa y de baja densidad con un volumen de poros de 5,22 cm3 / g, un diámetro promedio de poros de 9,72 microm y una densidad de volumen de 0,14 g / cm3.
• Identificación de surfactantes de hidrocarburos de bajo costo (por ejemplo, Tween 40) para estabilizar las emulsiones C/W.
• Demostración de la iniciación redox que permite la síntesis a 20°C y 65 bar.
• Extensión del método para polimerizar el hidroxietil acrilato, lo que indica el potencial para diversas síntesis de biomateriales libres de disolventes.

Conclusiones:

• La polimerización con plantilla de emulsión desarrollada es una ruta efectiva sin disolventes para producir materiales altamente porosos.
• El método ofrece un control sintonizable sobre la estructura de los poros y la densidad del material mediante la optimización de los parámetros de la emulsión.
• Este enfoque proporciona una vía sostenible para sintetizar una gama de polímeros porosos y biomateriales potenciales.