从单体到微粒:一个简单的方法,通过在线净化合成多步骤的区块共聚物
Pieter-Jan Voorter1,2, Gayathri Dev1,3, Axel-Laurenz Buckinx1,4
1Polymer Reaction Design Group, School of Chemistry, Monash University 19 Rainforest Walk, Building 23 Clayton VIC 3800 Australia tanja.junkers@monash.edu.
一种新的连续流程方法可以直接从单体中合成区块共聚物及其纳米聚合物. 这种方法具有改进的直线透析系统,用于快速净化,使高效,高通量聚合物生产和可调节的纳米聚合物形成成为可能.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 连续流合成在聚合物生产的吞吐量和控制方面提供了优势.
- 净化步骤,如透析,往往会中断连续流动过程,限制效率.
- 开发直线净化方法对于实现完全连续的高通量聚合物合成至关重要.
研究的目的:
- 介绍一个单通连续流策略,用于从单体中直接合成块共聚合物纳米聚合物.
- 开发和演示一个改进的直线透析系统,用于在连续流设置中的净化.
- 在完全连续的过程中实现高效的块延伸和纳米聚合物形成.
主要方法:
- 利用可逆添加碎片化链转移 (RAFT) 聚合用于区块共聚合物合成.
- 开发了一种定制的直线透析装置,用于快速净化反应中间体.
- 采用多级流动反应器系统进行序列聚合,净化和纳米聚合物形成.
- 使用内线核磁共振 (NMR) 光谱学监测单体清除.
主要成果:
- 与传统批量方法相比,直线透析系统表现出明显更快的净化动力学 (4.1 × 10-4 s-1) (4-5 倍更快).
- 净化过程所需的溶剂少得多 (57mL/g聚合物),减少了近一个数量级的废物.
- 成功合成了两类块共聚合物,并形成了可调节尺寸从34nm到188nm的纳米物体.
结论:
- 开发的连续流量策略与直线透析使得高效,高通量合成块共聚合物,并直接形成纳米聚合物.
- 在线透析净化是快速的,可预测的,有效的溶剂,克服了连续流聚合物合成的关键瓶.
- 这种综合方法可以精确控制聚合物架构和纳米物体形态,为先进材料生产铺平道路.
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