체인 셔팅 중합

체인셔틀링 중합은 교류 또는 가변 촉각성을 가진 블록공중합체를 제조하기 위한 이중 촉매 방법이다.이 방법의 바람직한 효과는 높은 융점과 높은 탄성을 동반하는 높은 융점과 같은 두 폴리머 사슬의 특성을 모두 갖는 하이브리드 폴리머를 생성하는 것입니다.2006년 ^[1]5월 Arriola 등에 의해 처음 보고된 비교적 새로운 방법이다.

올레핀 중합

올레핀 폴리머(폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 등)는 지난 50년간 플라스틱 산업에서 널리 사용되어 왔습니다.이러한 올레핀 중합체의 특성을 향상시키는 방법은 Karl Ziegler와 Giulio Natta에 의해 처음 발견되었다.지글러는 올레핀 중합에 필수적인 원래의 티타늄 기반 촉매를 발견한 반면, 낫타는 촉매를 사용하여 올레핀 중합체의 입체 화학(촉매)[2]을 변경하고 제어했습니다.고분자의 촉성을 제어함으로써 체인은 예를 들어 반결정성 또는 비정질성, 강성 또는 탄성, 내열성 또는 저유리 전이온도를 가질 수 있다.이후 많은 연구가 이 연구를 바탕으로 폴리머를 예측하고 만드는 데 전념해 왔다.살아있는 중합은 올레핀 중합에서 특수 제작된 촉매(종종 전이 금속 중심 포함)의 사용을 설명하기 위해 만들어진 용어입니다. 고분자가 의도적으로 종료될 때까지 촉매의 존재 하에서 자가 전파되기 때문입니다.

그러나 살아있는 중합은 촉매당 한 가지 유형의 촉성만 생성합니다.사용되는 촉매의 종류를 변경하여 특정 촉성을 제어할 수 있지만 블록 공중합체를 만들려면 중합이 종료되고 촉매가 파괴되며 원하는 입체 화학을 생성하는 다른 촉매를 사용하여 사슬이 다시 전파되어야 합니다.그러나 이러한 조작은 일반적으로 어렵습니다.

방법

체인셔틀링 중합은 2개의 촉매와 체인셔틀링제(CSA)를 사용하여 교류촉각성의 공중합체를 생성한다.Catalyst1(Cat1)은 원하는 촉각성의 폴리올레핀을 전파한다.Catalyst2(Cat2)는 촉각성이 다른 다른 체인을 생성합니다.두 체인은 기존과 같은 살아있는 고분자 방식으로 단일 원자로에서 공동 전파될 수 있습니다.촉성을 대체하기 위해 CSA는 각각의 촉매에서 폴리머 체인을 이동시킵니다.다음으로 CSA는 Cat2에 바인드하여 체인을 Cat2에 접속할 수 있습니다.체인이 Cat2에 부착되면 해당 체인의 중합은 계속됩니다. 단, 현재는 Cat1이 아닌 Cat2에 의해 지시된 촉각성으로 전파됩니다.일반적으로 체인은 두 가지 다른 전략을 번갈아 사용합니다.정방향 및 역방향 반응이 일어나면 두 촉매 사이에서 고분자 사슬이 앞뒤로 '셔틀'되어 블록공중합체가 ^[3]형성된다.

CSA를 통해 촉매에서 앞뒤로 체인을 닫는 것은 경쟁적인 화학적 균형으로 볼 수 있다.CSA 바인딩 및 Cat1 또는 Cat2 탈퇴의 순방향 및 역방향 반응이 가능합니다.이 경쟁은 체인이 CSA를 통해 Cat1을 떠나 Cat1에 재접속하여 동일한 촉각성을 중합할 수 있음을 의미합니다.Cat1의 재접속 속도는 Cat1, Cat2, CSA의 상대적인 농도를 변경하여 제어할 수 있습니다.예를 들어 Cat1의 사용으로 인해 주로 발생하는 성질을 가진 폴리머를 생산하고 Cat2의 존재에 의해 성질에 약간만 영향을 미치기를 원하는 경우 Cat1의 농도는 Cat2보다 높아집니다.촉각도 전환 속도는 Cat1과 Cat2에 대한 CSA 농도를 변경하여 제어할 수 있습니다. CSA 농도가 높을수록 체인이 더 빠르게 왕복하여 촉각도 단위가 짧아집니다.

이점

체인 셔팅의 첫 번째 분명한 장점은 보다 바람직한 특성을 가진 공중합체를 설계할 수 있다는 것입니다.일반적으로 반결정성이고 단단한 폴리머는 유리 전이 온도가 낮아지도록 변경할 수 있습니다.비정질 탄성 고분자 막은 융점이 높아지도록 변경할 수 있다.이 기술은 맞춤형 폴리머를 폭넓게 이용할 수 있고 저렴하게 만들 수 있는 길을 열어준다.

레퍼런스