Condensation polymerization of AB₂ monomers – modeling and validation of model of polyreaction performed at the room temperature

• Autorzy: Ryczek A. , Lechowicz J. B. , Walczak M. , Galina H.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2016.780

Warianty tytułu

PL

Polimeryzacja kondensacyjna monomerów AB₂ – modelowanie i weryfikacja modeli polireakcji prowadzonej w temperaturze pokojowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Statistical and kinetic methods to model step polymerization of AB₂ type of monomers (A and B stand for functional groups) are briefly reviewed and the relationships linking conversion or reaction time with averages of polymerization degree are derived for systems fulfilling the Flory-Stockmayer assumptions, i.e., for those with no reactivity changes of functional groups and absence of intramolecular linking. Results of kinetic studies are also presented for polymerization of 3,5-diaminobenzoic acid, aided with N,N'-diisopropylcarbodiimide, carried out at room temperature in NMR test tubes. For reaction carried out in dimethylsulphoxide, the relationship between conversion and time is well described by the simplest kinetic model. It was stated that in the case of reaction carried out in dimethylformamide the reactivity of the second amino group in the monomeric units seems to be ten times lower than that of the first one.

PL

Przedstawiono krótki przegląd statystycznych i kinetycznych metod modelowania stopniowej polimeryzacji monomerów typu AB₂ (A i B reprezentują grupy funkcyjne). Wyprowadzono relacje łączące stopień przereagowania ze średnimi stopniami polimeryzacji dla układów reagujących zgodnie z założeniami Flory'ego i Stockmayera, tj. bez zmian w reaktywnościach grup funkcyjnych oraz nieobecności wiązań wewnątrzcząsteczkowych. Przedstawiono wyniki badań kinetycznych przebiegu polimeryzacji kwasu 3,5-diaminobenzoesowego wspomaganej N,N'-diizopropylokarbodiimidem, którą prowadzono w temperaturze pokojowej w probówkach NMR. Kinetykę badanej reakcji, prowadzonej w dimetylosulfotlenku, dobrze opisuje najprostszy model kinetyczny polikondensacji. Stwierdzono, że w przypadku reakcji prowadzonej w dimetyloformamidzie, reaktywność drugiej grupy aminowej w jednostkach monomerycznych jest dziesięciokrotnie mniejsza, niż reaktywność pierwszej z tych grup.

Słowa kluczowe

EN

hyperbranched polymer; statistical model; kinetic model; carbodiimide; apparent rate constant

PL

polimer hiperrozgałęziony; model statystyczny; model kinetyczny; karbodiimid; pozorna stała szybkości

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 61, nr 11-12
• Strony: 780--787
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys.

Twórcy

autor

Ryczek A.

• Rzeszów University of Technology, Department of Industrial and Materials Chemistry, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Lechowicz J. B.

• Rzeszów University of Technology, Department of Industrial and Materials Chemistry, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Walczak M.

• Rzeszów University of Technology, Department of Industrial and Materials Chemistry, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Galina H.

• Rzeszów University of Technology, Department of Industrial and Materials Chemistry, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów, Poland

Bibliografia

• [1] Yates C. R., Hayes W.: European Polymer Journal 2004, 40, 1257. http://dx.doi.org/10.1016/j.eur-polymj.2004.02.007
• [2] Flory P.J.: Journal of American Chemical Society 1952,74, 2718. http://dx.doi.org/10.1021/jaO1131a008
• [3] Flory P.J.: "Principles of Polymer Chemistry", Cornell Univ. Press, Ithaca 1953.
• [4] Kim Y.H., Webster O.W.: Polymer Preprints 1988, 29, 310; Macromolecules 1992, 25, 5561. http://dx.doi.org/10.1021/ma00047aOOl
• [5] Voit B.: Journal of Polymer Science A: Polymer Chemistry 2005, 43, 2679. http://dx.doi.org/10.1002/pola.2082l
• [6] Burchard W.: Macromolecules 1972, 5, 604. http://dx.doi.org/1O.1021/ma60029a015
• [7] Ousek K., Prins W.: Advances in Polymer Science 1969, 6, 1. http://dx.doi.org/10.1007/BFb0051042
• [8] Zhang Z., Wang L., Wang Z. et al : RSC Advances 2014, 4,56625. http://dx.doi.org/10.1039/C4RA10313K
• [9] Gordon M.: Proceedings of Royal Society (London) 1962, A 268, 240. http://dx.doi.org/10.1098/rspa.1962.0136
• [10] Macosko C.W., Miller D.R.: Macromolecules 1976, 9, 199. http://dx.doi.org/10.1021/ma60050a003
• [11] Miller D.R., Macosko C.W. : Macromolecules 1976, 9, 206. http://dx.doi.org/10.1021/ma60050a004
• [12] Fradet A., Tessier M.: Macromolecules 2006, 39, 6238. http://dx.doi.org/10.1021/ma060694h
• [13] Galina H., Lechowicz J.B., Kaczmarski K.: Macromolecular Theory and Simulation 2001, 10, 174. http://dx.doi.org/10.1002/1521-3919(20010301)10:3<174::AID-MATS174>3.0.CO;2-Z
• [14J Galina H., Lechowicz J.B., Walczak M.: Macromolecules 2002, 35, 3253. http://dx.doi.org/10.1021/ma 011603d
• [15] Cheng K.-C, Wang L.Y.: Macromolecules 2002, 35, 5657. http://dx.doi.org/l0.1021/ma0118062
• [16] Sunder A, Heinemann J., Frey H.: Chemistry - A European Journal 2000, 6, 2499. http://dx.doi.org/10.1002/1521-3765(20000717)6:14<2499::AID-CHEM2499>3.0.CO;2-M
• [17] Galina H., Lechowicz J.B., Walczak M.: Macromolecules 2002, 35, 3261. http://dx.doi.org/l0.102lj ma011722t
• [18] Dušek K., Šomvarsky J., Smrčkova M. et al.: Polymer Bulletin 1999,42, 489. http://dx.doi.org/10.1007/s002890050493
• [19] Kryven L, Iedema P.D.: Polymer 2013, 54, 3472. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2013.05.009
• [20] Kuchanov S., Slot H., Stroeks A: Progress in Polymer Science 2004, 29, 563. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2004.02.001
• [21] Galina H., Lechowicz J.B.: Advances in Polymer Science 1998, 137, 135. http://dx.doi.org/10.1007/3-540-69685-74
• [22] Galina H., Krawczyk M.: Polymer Bullelin 2007, 58, 83. http://dx.doi.org/10.1007/s00289-006- 0641-0
• [23] GaIina H., Lechowicz J.B., Walczak M.: Journal of Macromolecular Science B: Physics 2005, 44, 925. http://dx.doi.org/10.1080/00222340500332327
• [24] Cheng K.-C: Polymer 2003, 44, 1259. http://dx.doi.org/10.1016/S0032-3861(02)00846-7
• [25] Chikh L., Tessier M., Fradet A: Polymer 2007, 48, 1884. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2007.02.019
• [26] Chikh L., Arnaud X., Guillermain C et al.: Macromolecules 2008, 41, 9044. http://dx.doi.org/10.1021/ma801655x
• [27] Chen H., Jia J., Zhang w., Kong J.: Polymer Testing 2014,35, 28. http://dx.doi.org/10.1016/j . polymertesting.2014.02.005
• [28] Schmaljohann D., Komber H., Barratt J.G. et al.: Macromolecules 2003, 36, 97. http://dx.doi.org/10.1021/ma020972m
• [29] Ryczek A, Walczak M., Galina H.: Polimery 2014, 59, 682. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.682
• [30] Neises B., Steglich W.: Angewandte Chemie International Edition 1978, 17, 522. http://dx.doi.org/10.1002/anie.197805221
• [31] Moore J.S., Stupp S.1.: Macromolecules 1990, 23, 65. http://dx.doi.org/10.1021/ma00203a013
• [32] Schallausky F., Erber M., Komber H., Lederer A.: Macromolecular Chemistry and Physics 2008, 209, 2331. http://dx.doi.org/10.1002/macp.200800346

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).