完全线性α,ω-基终结聚乙烯具有近乎理想的晶度
Naganath Patil1, Noor Albarbari1, Nikos Hadjichristidis1
1Polymer Synthesis Laboratory, Chemistry Program, KAUST Catalysis Center, Physical Science and Engineering Division, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Thuwal, 23955, Saudi Arabia.
一种新的启动剂,1,5-(bis-borinane) (1,5-BBP),使C1聚合能够产生具有异常结晶性的高度线性聚甲 (PM). 这一突破解决了先进材料应用中合成无缺陷聚合物的重大挑战.
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
- 有机合成 有机合成
背景情况:
- 合成完美线性聚乙烯 (PE) 和其类似物,如聚甲 (PM),由于分支缺陷而具有挑战性.
- 这些缺陷阻碍了叶片包装,降低了结晶性,并限制了材料的特性.
- 现有的C1聚合方法难以实现高线性和受控的聚合物架构.
研究的目的:
- 开发一种新型的多同质化 (C1聚合) 启动器,以合成明确的α,ω-基聚甲 (PM).
- 实现前所未有的对分子质量,多分散性和PM的线性控制.
- 为了研究以最小化分支合成的PM的特性.
主要方法:
- 开发和应用一种用于C1聚合的新型1,5-(bis-borinane) (1,5-BBP) 启动剂.
- 对二甲基硫甲基化物实施单体净化策略,以减少分支.
- 使用H NMR,B NMR,MALDI-TOF MS,SEC,定量C NMR,DSC,WAXS和固态2D NMR进行表征.
主要成果:
- 在高温下成功合成了具有可控摩尔质量和狭窄多分散性的α,ω-基终结PM.
- 在PM中实现了低于0.04%的残留分支,通过定量C NMR证实了这一点,这与以前的方法相比显著改善.
- 由此产生的颗粒物呈现出异常高的结晶度 (高达99.1%),化温度 (高达143.15°C) 和聚变度 (高达290 J·g-1).
结论:
- 新的1,5-BBP启动器和单体净化策略使得通过C1聚合合成高度线性PM的合成成为可能.
- 对启动器设计,单体纯度和反应条件的精确控制是实现聚合物晶度理论极限的关键.
- 这项工作为具有优越的热和机械性能的高级聚合物材料提供了一条途径,这是由于增强的结晶性.
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