Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bezpieczeństwo pracy podczas prowadzenia procesów kontrolowanej polimeryzacji z przeniesieniem atomu na przykładzie otrzymywania poli(metakrynalu 2-dimetyloaminoetylu)

Teper I., Stachurek I., Górka G.

Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Zarządzania Ochroną Pracy w Katowicach

|

2018

|

Nr 1(14)

141--155

PL

W artykule1 przedstawiono analizę i ocenę zagrożeń podczas prowadzenie syntezy poli(metakrylanu 2-dimetyloaminoetylu) (PDMAEMA) metodą kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (metoda ATRP).Proces polimeryzacji realizowany był na stanowisku zlokalizowanym w laboratorium chemicznym przystosowanym do prowadzenia tego typu prac. Obecnie obserwuje się wzrost zainteresowania wykorzystaniem poli(metakrylanu 2-dimetyloaminoetylu) (PDMAEMA) z uwagi na jego właściwości fizyko-chemiczne, a w szczególności na „czułość” jaką związek ten wykazuje pod wpływem zmiany temperatury i odczynupH. Po podwyższeniu temperatury obserwuje się zmianę właściwości polimeru, takich jak np. rozpuszczalność w wodzie, a właściwość ta z powodzeniem może być wykorzystywana w przemyśle farmaceutycznym, medycznym, np. jako nośnik leków czy też, jako czynnik antybakteryjny. W artykule opisano proces ATRP, jako metodę otrzymywania polimeru DMAEMA z wykorzystaniem najczęściej używanych odczynników chemicznych. Jak pokazują dane literaturowemetoda ta jest coraz częściej stosowanai opisywana w publikacjach do otrzymywania polimerów z grup metakrylanów, ponieważ zsyntezowany w ten sposób produkt posiada pożądany ciężar cząsteczkowy, a także wymaganą strukturę. Najczęściej tą metodą otrzymuje się polimery liniowe, blokowe, gwieździste, a także związki polimerowe o budowie tzw. szczotki. Ocena ryzyka na stanowisku pracy laboranta przeprowadzona została metodą JSA, która zaliczana jest do grupy metod indukcyjnych, matrycowych. W ocenie ryzyka uwzględniono tylko zagrożenia jakie mogą wystąpić podczas prowadzenia polimeryzacji metodą ATRP. Na podstawie wyników przedstawiono działania profilaktyczne, mające na celu zmniejszenie lub całkowite wyeliminowanie zagrożeń, w tym dobór środków ochrony indywidualnej.

EN

The article presents the analysis and assessment of hazards during the synthesis of poly (2-dimethylaminoethyl) methacrylate (PDMAEMA) by atom transfer radical polymerization method (ATRP method).The polymerization process was performed at a station located in a chemical laboratory adapted to carry out this type of work. Currently, an increase in the interest in using of poly(2-dimethylaminoethyl methacrylate) (PDMAEMA) is observed due to its physical and chemical properties, in particular, the “sensitivity” that this compound shows under the influence of temperature and pH change.After the temperature increase, a change in the properties of the polymer is observed, such as eg water solubility, and this property can be successfully used in the pharmaceutical and medical industries, e.g. as a drug carrier or as an antibacterial agent. The article describes the ATRP process as a method of obtaining DMAEMA polymer using the most frequently used chemical reagents. As the literature data show, this method is increasingly used and described in publications for the preparation of polymers from methacrylate groups because the product synthesized in this way has the desired molecular weight as well as the required structure. Generally, this method produces linear, block and star polymers, as well as polymeric compounds with the construction of so-called brush.The risk assessment at the laboratory workstation was carried out using the JSA method, which belongs to the group of inductive, matrix methods. The risk assessment takes into account only threats that may occur during ATRP polymerization. On the basis of the results, preventive actions have been presented to reduce or completely eliminate hazards, including the selection of personal protective equipment.

2

Polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu jako narzędzie do syntezy zaawansowanych materiałów

Żygo M., Gaj G., Wróbel S.

Eliksir

|

2018

|

nr 2

21--26

3

Reactive surfactants – chemistry and applications. Part II. Surface-active initiators (inisurfs) and surface-active transfer agents (transurfs)

Kaczorowski M., Rokicki G.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 2

79--85

EN

The aim of this paper is to present recent advances in the technology of surfmers [polymerizable surfactants – in Part I)], inisurfs (surface-active initiators) and transurfs (surface-active transfer agents). In this part, inisurfs and transurfs are described and discussed. Due to the development of controlled living polymerization, inisurfs and transurfs are becoming more and more significant. Inisurfs are used for atom transfer radical polymerization (ATRP) process and transurfs can be applied for reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) process. Preparation of nanospheres using a transurfs has also been reported.

PL

Zaprezentowano najnowsze postępy w chemii i technologii reaktywnych surfaktantów: surfmerów [surfaktantów zdolnych do polimeryzacji – w Cz. I], inisurfów (powierzchniowo czynnych inicjatorów) oraz transurfów (powierzchniowo czynnych środków przeniesienia łańcucha). W niniejszej części artykułu opisano inisurfy i transurfy, które znajdują zastosowanie m.in. w procesach kontrolowanej polimeryzacji żyjącej; inisurfy – w procesie polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP), a transurfy – w procesie polimeryzacji z odwracalnym addycyjno-fragmentacyjnym przeniesieniem łańcucha (RAFT). Transurfy mogą być również zastosowane do otrzymywania nanosfer.

4

Degradable copolymers with incorporated ester groups by radical ring-opening polymerization using atom transfer radical polymerization

Simakova A., Arnoux C., Matyjaszewski K.

Polimery

|

2017

|

T. 62, nr 4

262--266

EN

Preparation of degradable materials using reversible deactivation radical polymerizations (RDRP) is of particular interest for biomedical applications. In this paper we report preparation of degradable copolymers of 2-methylene-4-phenyl-1,3-dioxolane (MPDL), monomer which undergoes ring-opening reaction and forms ester bond upon radical polymerization, with hydrophobic and hydrophilic methacrylate monomers using atom transfer radical polymerization (ATRP). Copolymers composition and degradation were evaluated upon varied temperature and monomer type.

PL

Otrzymywanie materiałów degradowalnych metodą polimeryzacji rodnikowej z odwracalną dezaktywacją (RDRP) ma szczególne znaczenie w zastosowaniach biomedycznych. W artykule opisano otrzymywanie degradowalnych kopolimerów 2-metyleno-4-fenylo-1,3-dioksolanu (MPDL). Monomer ten ulega reakcji otwarcia pierścienia, a następnie tworzy wiązania estrowe z hydrofobowymi i hydrofilowymi monomerami metakrylanowymi w polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP). Zbadano wpływ rodzaju monomeru i temperatury polimeryzacji na skład oraz degradację powstających kopolimerów.

5

From cationic ring-opening polymerization to atom transfer radical polymerization

Matyjaszewski K.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 1

24--37

EN

Roots of controlled radical polymerization, including atom transfer radical polymerization (ATRP), originate in living ionic polymerizations accompanied by reversible deactivation, such as cationic ring-opening polymerization of tetrahydrofuran and other heterocyclics. Recent developments in ATRP, including mechanistic understanding, synthesis of polymers with precisely controlled architecture and some applications of polymers prepared by ATRP are presented.

PL

Artykuł stanowi przegląd literaturowy dotyczący kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej, w tym w szczególności kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP), wywodzącej się z jonowej polimeryzacji żyjącej, której towarzyszy odwracalna dezaktywacja. Omówiono rozwój wspomnianych metod polimeryzacji, monomery, inicjatory i warunki reakcji syntezy polimerów o precyzyjnie kontrolowanej architekturze, a także zastosowanie materiałów o różnorodnych właściwościach, uzyskiwanych z wykorzystaniem ATRP.

6

Szczotki polimerowe jako materiały funkcjonalne

Pietrasik J.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2013

|

Z. 471

1--92

PL

W pracy omówiono problemy badawcze odnoszące się do syntezy i właściwości szczotek polimerowych o zróżnicowanej topologii pojedynczej molekuły, wynikającej z geometrii zastosowanego inicjatora. Powyższe materiały otrzymano metodą polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (ATRP),stosując jako inicjatory odpowiednio liniowe polimery, płaskie powierzchnie oraz sferyczne cząstki. Wykazano, że prowadzenie polimeryzacji w warunkach wysokiego ciśnienia umożliwia otrzymanie polimerów o bardzo dużych ciężarach cząsteczkowych, przy zachowaniu pełnej kontroli reakcji. Po raz pierwszy udowodniono, że polimeryzacja ATRP, w tym polimeryzacja z powierzchni płaskich, może być prowadzona w obecności ograniczonej ilości tlenu. Przebieg reakcji z wykorzystaniem mechanizmu ARGET ATRP umożliwił syntezę gęstych szczotek polimerowych na powierzchni płytek krzemowych o znacznych gabarytach. Badając właściwości szczotek polimerowych w masie otrzymanych metodą „szczepiania od/z” z powierzchni cząstek krzemionki pokazano, że takie układy mogą tworzyć uporządkowane struktury. Określono krytyczną długość łańcucha, która determinuje obszary stężonych i półrozcieńczonych szczotek polimerowych. Zademonstrowano, iż właściwości lepkosprężyste takich układów mogą być odpowiednio modulowane, w głównej mierze, poprzez domieszkowanie liniowym analogiem. Ponadto pokazano, że niezwykle istotnym parametrem z punktu widzenia właściwości mechanicznych jest konformacja pojedynczego łańcucha. Obecność splątań łańcuchów, wynikająca ze zmiany odległości od powierzchni cząstki, prowadzi do uzyskania materiałów o nietypowych właściwościach. Opisano także zachowanie szczotek polimerowych w roztworach, w tym w wodzie. Do badań stosowano układy wrażliwe na działanie bodźców zewnętrznych w postaci temperatury, pH, światła oraz sił mechanicznych. Odniesiono się do mobilności układów o takiej topologii. W zależności od stężenia badanych roztworów szczotek polimerowych zaobserwowano zjawisko wewnątrz-i międzycząsteczkowej aglomeracji po prze-kroczeniu dolnej krytycznej temperatury rozpuszczania. Pokazano, że istotną rolę w determinowaniu właściwości szczotek polimerowych zawierających kopolimery blokowe, jako łańcuchy boczne, pełni kolejność poszczególnych bloków. W przypadku kopolimerów statystycznych kluczowym okazał się udział poszczególnych komonomerów. Udowodniono, że poprzez skalowanie długości szkieletu szczotki polimerowej możliwe jest pozycjonowanie miejsca pęknięcia pojedynczych molekuł przy kontakcie ze stałym podłożem. Pokazano również, że szczotki polimerowe mogą pełnić rolę prekursorów materiałów porowatych, wskazując tym samym na ich potencjalne zastosowania.

EN

In this thesis, the topics, related to the synthesis and properties of polymer brushes with different single molecule topology resulting from the varied initiators used, have been discussed. Polymer brushes were synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP) using linear, flat and spherical particles with covalently anchored ATRP initiators, respectively. It was demonstrated that the polymerization performed under high pressure allowed the synthesis of polymers with very high molecular weight and with good control. It was established that ATRP, also from flat surfaces, could be performed in the presence of limited amount of air. Uniform and dense polymer brush layers were synthesized using ARGET ATRP from flat silicon surface with large dimensions. Next, polymer brushes properties in bulk and solution were investigated. Referring to the bulk properties it was confirmed polymer brushes grown from spherical particles surface by grafting-from approach create regular hexagonal morphologies. A critical polymer chain length that determines the transition from concentrated to semi-diluted region of polymer brushes was determined. Moreover it was shown that viscoelastic properties of materials prepared from densely grafted brushes from nanoparticles could be tuned by the addition of unattached linear polymer analogs. Furthermore, it was discussed that the conformation of single polymer chain critically affects mechanical properties of polymer brushes. Chains entanglements, those vary with the distance from particles surface, increase, resulting in enhanced mechanical properties. Also properties of polymer brushes in solutions, including aqueous systems, were investigated. Brushes, responding to external stimuli such as temperature, pH, light or mechanical forces, were used. Mobility of brushes molecules was studied. It appeared that, depending on the concentration of polymer brushes, either intra- or intermolecular agglomeration processes dominate at temperatures higher than critical lower solution temperature. Moreover, for polymer brushes with block copolymers as side chains, the order of the particular blocks played the crucial role. For statistical copolymers the determining parameter was the composition and the comonomers content. Additionally it was demonstrated that the scaling of the length of polymer brushes backbone allows precise tailoring the position at which the backbone would break when spreading on the surface. Finally it was showed the polymer brushes could be used as the precursors of the porous materials. It leads to one of important potential applications of polymer brushes. In summary novel approaches that were introduced into synthetic methodology of ATRP for polymer brushes synthesis have been demonstrated in this thesis. Moreover it was showed that those types of materials due to their single molecule topology show very unique properties and could be described as functional materials.

7

Controlled free radical polymerization of methacrylates containG carbazole and cumarin pendant groups

Pisarek U., Galica M., Bogdał D.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2012

|

R. 109, z. 2-Ch

175--182

EN

This paper presents the results of synthesis copolymers based on 2-(9-carbazolyl)ethyl methacrylate (CEM) and 7- (diethylamino)coumarin-3-carboxylic acid 2-(methacryloyloxy) ethyl ester (MK) using ATRP technique. The reactions were carried out both under conventional and microwave conditions. Various activations system with organic ligand 1,10-phenanthroline monohydrate were tested. Obtained polymers were characterized by GPC and UV-VIS techniques.

PL

W artykule przedstawiono wyniki reakcji kopolimeryzacji monomerów: metakrylanu 2-(9-karbazolilo) etylu (CEM) i 7-(dietyloamino)-3-(metakroilooksyetoksy)karbonylokumaryny. (MK). Syntezę kopolimerów przeprowadzono techniką ATRP w warunkach ogrzewania konwencjonalnego jak również pod wpływem promieniowania mikrofalowego. Testowano różne układy inicjujące z monohydratem 1,10-fenantroliny, stanowiącym ligand organiczny. Dla uzyskanych kopolimerów wykonano analizę GPC i UV-VIS.

8

Metody kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej (CRP) w syntezie kopolimerów poliuretanowych

Król P., Chmielarz P.

Polimery

|

2011

|

T. 56, nr 7-8

530-540

PL

Poniższy artykuł przeglądowy obejmuje najczęściej stosowane metody syntezy kopolimerów poliuretanowych o różnej (np. blokowej lub gwiaździstej) strukturze. W szerszym zakresie opisano stosowane w tym celu nowe metody kontrolowanej polimeryzacji rodnikowej (CRP), takie jak kontrolowana polimeryzacja rodnikowa z wykorzystaniem inifertera, polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu (ATRP) oraz powierzchniowo inicjowana polimeryzacja rodnikowa z przeniesieniem atomu (SI ATRP). W ostatnich latach nastąpił postęp w każdej z tych metod, umożliwiających syntezę polimerów o dużych i małych ciężarach cząsteczkowych, funkcjonalizację ich różnymi grupami końcowymi i wytwarzanie produktów o nietypowej dotychczas topologii (nanorurki, cząstki core-shell) oraz kopolimerów blokowych i gwiaździstych. W szczególności technika CRP pozwala na projektowanie materiałów biomedycznych — powłok antybakteryjnych o regulowanej grubości bądź powierzchni, odpornych na białko.

EN

This paper is a review covering the methods most often applied in the synthesis of polyurethane copolymers of various structures (e.g. block or star-shaped). New Controlled Radical Polymerization (CRP) methods such as Controlled Radical Polymerization using the iniferter technique, Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) and the Surface Initiated Atom Transfer Radical Polymerization (SI ATRP) have been discussed in detail. There has been progress made in recent years in each of these methods allowing for the synthesis of small or large molecular weight polymers, functionalization with various types of terminal groups and the formation of novel products with unique topology (nanotubes, core-shell particles) as well as block or star-shaped copolymers. Specifically, CRP allows for the development of biomedical materials — antimicrobial coatings of controlled thickness or protein-resistant surface layers.

9

Polimery gwiaździste z rozgałęzionymi rdzeniami poli[p-(halogenometylo)styrenowymi]

Kowalczuk-Bleja A., Sierocka B., Trzebicka B., Dworak A.

Polimery

|

2005

|

T. 50, nr 7-8

555-561

PL

Przedstawiono metody otrzymywania polimerów gwiaździstych o strukturze typu rdzeń/powłoka. Rdzeń stanowił poli[p-(chlorometylo)styren] [poliPCMS, wzór (I)] lub poli[p-(jodometylo)styren] (poliPJMS). Syntezę poliPCMS prowadzono metodą polimeryzacji rodnikowej z przeniesieniem atomu (Atom Transfer Radical Polymerization - ATRP), a poliPJMS uzyskano (po raz pierwszy) metodą polimeryzacji rodnikowej z degeneratywnym przeniesieniem łańcucha (Schemat A). PoliPCMS wykorzystano jako rdzeń do otrzymywania metodą "arm-first" w wyniku reakcji Wiliamsona amfifilowych polimerów gwiaździstych z ramionami z poli(tlenku etylenu) (PEOX) o różnej masie molowej [równanie (2)]. Rdzenie poliPJMS zastosowano jako prekursory w metodzie "core-first" uzyskując dobrze zdefiniowane polimery gwiaździste z ramionami poli(akrylanu t-butylu) (PAKTB), polistyrenu [PS, równanie (4)] oraz kopolimerów PS-blok-PAKTB [równanie (5)]. Polimery gwiaździste scharakteryzowano metodą chromatografii żelowej z wielokątowym rozproszeniem światła laserowego (Gel Permeation Chromatography/Multi-Angle Laser Light Scattering - GPC-MALLS) oraz spektroskopii 1H NMR i 13C NMR.

EN

Methods of preparation of core/shell type star-shaped polymers have been presented. The core was either poly[p-(chloromethyl)styrene] [poliPCMS, Formula (I)] or poly[p-(iodomethyl)styrene] [poliPJMS, Formula (II)]. PoliPCMS was synthesized by atom transfer radical polymerization (ATRP) while poliPJMS has been obtained first time via radical polymerization with degenerative chain transfer (Scheme A). PoliPCMS has been used as a core to obtain amphiphilic star-shaped polymers with arms made of poly(ethylene oxide) (PEOX) of different molar mass [equation (2)], in a Williamson reaction by the "arm-first" method. PoliPJMS core has been used as a precursor in "core-first" method to obtain well defined star-shaped polymers with the arms made of poly(t-butyl acrylate) (PAKTB), polystyrene [PS, equation (4)] or copolymers PS-block-PAKTB [equation (5)] using the iodine mediated degenerative chain transfer polymerization. Star-shaped polymers have been characterized using gel permeation chromatography/multi-angle laser light scattering (GPC-MALLS) (Fig. 1 and 2, Tables 1-3) and 1H NMR and 13C NMR spectroscopy.

10

Otrzymywanie kopolimerów blokowych w procesie kontrolowanej rodnikowej polimeryzacji akryloamidu wobec funkcjonalizowanego poli(tlenku etylenu) jako makroinicjatora

Bednarek M., Biedroń T., Kubisa P.

Polimery

|

2000

|

T. 45, nr 10

664-673

PL

Badano proces rodnikowej polimeryzacji akryloamidu biegnący wg mechanizmu polimeryzacji z przeniesieniem atomu (ATRP) [równ. (1)] w roztworze wodnym, stosując 2-bromopropionian etylu jako inicjator i układ CuBr/amina jako katalizator. W przypadku stosowania aminy aromatycznej - bipirydylu (BiPy) - polimeryzacja biegła bardzo powoli i zatrzymywała się już w warunkach niewielkiej konwersji monomeru. Wobec aminy alifatycznej - pentametylodietylenotriaminy (PHDETA) - polimeryzacja przebiegała szybko do niemal całkowitego przereagowania monomeru (tabela 1). Analiza produktów polimeryzacji metodą MALDI TOF (rys. l-3) wykazała, że inicjowanie przebiega wyłącznie z udziałem stosowanego inicjatora, jednak polimery nie zawierają atomu bromu w grupie końcowej, co wskazuje na udział reakcji ubocznych. Aby otrzymać kopolimery blokowe, rodnikową polimeryzację akryloamidu inicjowano poli(tlenkiem etylenu) zawierającym na obu końcach łańcucha grupy 2-bromopropionianu etylu [MI-PEOX, równ. (2)]. Analiza metodą 1H-NMR wykazała, że cały makroinicjator zużywa się w procesie inicjowania (rys. 4). Na podstawie analizy produktów metodą GPC (rys. 5) ustalono jednak, że niecałkowita ilość makroinicjatora zostaje wbudowana do kopolimeru blokowego, a reakcji propagacji towarzyszy reakcja dezaktywacji katalizatora i reakcja terminacji. Tak więc, jakkolwiek otrzymano kopolimery blokowe typu ABA, nie udało się uzyskać pełnej kontroli nad przebiegiem kopolimeryzacji.

EN

Radical polymerization of acrylamide following the atom transfer radical polymerization (ATRP) mechanism (eqn. 1), was studied in aqueous solutions by using ethyl 2-bromopropionate as initiator and a CuBr-amine system as catalyst. With aromatic amine-bipirydyl (BiPy) used as ligand, polymerization was very slow and stopped at very low monomer conversions. With aliphatic amine-pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA) used as ligand, polymerization was fast and proceeded until a practically complete conversion of AcAm was attained (Table 1). MALDI TOP analysis of the polymeryzates (Figs. 1-3) showed the polymerization to have been initiated exclusively by the initiator used, but the polymers did not contain a terminal bromine atom, a fact suggestive of side reactions. To prepare block copolymers, poly(ethylene oxide) terminated with ethyl 2-bromopropionate groupings on either end of the chain (MI-PEOX, eqn. 2) was used to initiate radical polymerization of acrylamide. 1H-NMR showed the macroinitiator to have been completely used in the polymerization reaction (Fig. 4). GPC analysis of the copolymerizates (Fig. 5) showed the macroinitiator to have been only partly incorporated into the block copolymer, and the propagation step to have been accompanied by deactivation of the catalyst and by the termination step. Thus, although desired ABA block copolymers were prepared, the control of the copolymerization reaction was incomplete.