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Polymers

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Anionic Chain-Growth Polymerization: Overview

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The polymerization process that involves carbanion as an intermediate is called anionic polymerization. It is also a type of addition or chain-growth polymerization. Anionic polymerization gets initiated by a strong nucleophile such as an organolithium or a Grignard reagent. The most commonly used initiator for anionic polymerization is butyl lithium. Monomers involved in anionic polymerization must possess a vinyl group bonded to one or two electron-withdrawing groups. For instance,...
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Radical Chain-Growth Polymerization: Chain Branching

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The skeletal structure of polymers synthesized via radical polymerization is always branched. For example, the polymerization of ethylene by radical polymerization results in a low-density grade of polyethylene with a heavily branched skeletal structure. Here, the radical site abstracts hydrogen from the growing chain, and the radical site shifts from the end (a primary carbon center) to anywhere within the growing chain (a secondary carbon center). Consequently, the part of the chain from the...
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Types of Step-Growth Polymers: Polyesters

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The introduction of polyesters has brought major development to the textile industry. The wrinkle-free behavior of polyester blends has eliminated the need for starching and ironing clothes.
Polyesters are commonly prepared from terephthalic acid and ethylene glycol; the crude product is known as poly(ethylene terephthalate) or PET. However, polyesters are synthesized industrially by transesterification of dimethyl terephthalate with ethylene glycol at 150 °C. The two reactants and the...
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Step-Growth Polymerization: Overview

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Step-growth or condensation polymerization is a stepwise reaction of bi or multifunctional monomers to form long-chain polymers. As all the monomers are reactive, most of the monomers are consumed at the early stages of the reaction to form small chains of reactive oligomers, which then combine to form long polymer chains in the late stages. Hence, the reaction has to proceed for a long time to achieve high molecular weight polymers.
Many natural and synthetic polymers are produced by...
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Polymer Classification: Crystallinity01:21

Polymer Classification: Crystallinity

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Unlike ionic or small covalent molecules, polymers do not form crystalline solids due to the diffusion limitations of their long-chain structures. However, polymers contain microscopic crystalline domains separated by amorphous domains.
Crystalline domains are the regions where polymer chains are aligned in an orderly manner and held together in proximity by intermolecular forces. For example, chains in the crystalline domains of polyethylene and nylon are bound together by van der Waals...
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Giroide de núcleo en terpolímeros de bloque de pincel de botella ABC

Shuquan Cui1, Bo Zhang2, Liyang Shen2

  • 1Department of Chemistry, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota 55455, United States.

Journal of the American Chemical Society
|November 15, 2022
PubMed
Resumen

Los copolímeros de bloque de brocha de botella con arquitecturas únicas permiten materiales de red más grandes y ordenados. Este estudio informa la primera morfología de red de tiroides dobles en estos polímeros, allanando el camino para propiedades avanzadas del material.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los Polímeros
  • Ciencias de los materiales
  • Nanotecnología

Sus antecedentes:

  • El autoensamblaje de polímeros en bloque crea redes periódicas en 3D con propiedades sintonizables como la conductividad iónica.
  • Los polímeros de bloque lineal convencionales tienen limitaciones en el tamaño ordenado de la red y la velocidad de ensamblaje.
  • Las arquitecturas Bottlebrush ofrecen espina dorsal extendida y dinámica más rápida, superando las limitaciones del polímero lineal.

Objetivo del estudio:

  • Investigar el comportamiento en fase de los copolímeros de polietileno-alt-propileno-b-estireno (PEP-PS) y PEP-PS-polietileno-óxido (PEO).
  • Explorar el potencial de las arquitecturas bottlebrush para lograr nuevas morfologías de red más allá de los sistemas lineales.
  • Informar sobre la primera observación de morfologías de red en copolímeros de bloque de pincel de botella AB.

Principales métodos:

  • Síntesis de los copolímeros de brocha de botella PEP-PS diblock y PEP-PS-PEO triblock mediante la polimerización por metástasis de apertura de anillo (ROMP).
  • Caracterización del comportamiento de la fase del copolímero utilizando dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS).
  • Análisis de la formación de la morfología a través de diferentes composiciones y grados de columna vertebral de polimerización (Nbb).

Principales resultados:

  • Los dibloques PEP-PS tienen exclusivamente morfologías cilíndricas y lamelares.
  • La adición de bloques PEO a los dibloques PEP-PS dio como resultado una ventana de fase doble de tiroides (GYR).
  • Las dimensiones de la celda unitaria GYR mostraron una dependencia de la ley de potencia de Nbb (d ~ Nbb ^ 0.92), lo que indica la escalabilidad.

Conclusiones:

  • Los copolímeros de tribloqueo de brocha de botella pueden formar morfologías complejas de red 3D, específicamente el tiroides doble.
  • La escala observada de las dimensiones de GYR con la longitud de la columna vertebral sugiere el potencial para crear estructuras de red más grandes de lo que era posible anteriormente.
  • Este trabajo demuestra la utilidad de la química ROMP para el diseño de polímeros multibloqueados avanzados con nanoestructuras ordenadas.