Personalización de polímeros mediante el control de la dinámica de conmutación catiónica en la polimerización no viva

Área de la Ciencia:

• Química de los polímeros
• Química organometálica

Sus antecedentes:

• El control de la polimerización no viva es un desafío debido a la terminación rápida de la cadena.
• Los métodos existentes luchan para aplicar disparadores externos antes de que ocurra la terminación.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una nueva estrategia para regular las polimerizaciones no vivas.
• Aprovechar los equilibrios químicos entre los catalizadores metálicos y los cationes metálicos secundarios para el control de la polimerización.

Principales métodos:

• Síntesis de dos variantes de níquel fenoxifosfina y polietileno glicol (Ni1 y Ni2) con diferentes sustituyentes de fosfina.
• Estudios de polimerización del etileno utilizando estos complejos en presencia de varias sales alcalinas (Li+, Na+, Cs+).
• Investigación de los efectos de la polaridad del disolvente (mezclas de tolueno y éter dietílico) en los modos de polimerización (no conmutación frente a conmutación dinámica).
• Análisis de los productos de reacción mediante espectroscopia de RMN para elucidar los mecanismos.

Principales resultados:

• El crecimiento de la cadena es sensible a los efectos electrónicos, mientras que la terminación depende tanto de factores estéricos como electrónicos.
• El ajuste de la polaridad del disolvente permite controlar los modos de polimerización sin conmutación o con conmutación dinámica.
• El polietileno bimodal se produjo con Ni1/Li+/Na+, con fracciones dependientes de la relación de cationes.
• El polietileno monomodal con peso molecular controlado y baja dispersión (< 2,0) se logró con Ni2/Cs+.

Conclusiones:

• La estrategia desarrollada regula efectivamente la polimerización no viva mediante el uso de equilibrios entre catalizadores metálicos y cationes.
• El mecanismo de conmutación dinámica, facilitado por el intercambio de cationes rápido, está respaldado por evidencia experimental.
• Este enfoque ofrece un control preciso sobre las propiedades del polímero, como el peso molecular y la dispersión.