Polimero

Propiedades de las redes de polímeros reversibles Diels-Alder de furano / Maleimida como la función de densidad de entrecruzamiento

Termoestables térmicamente reversibles se sintetizan basado en policetonas funcionalizados furano reticulado con (metileno-di- p fenileno) bis-maleimida. El número de grupos de furano presentes a lo largo de la columna vertebral y la relación molar agente de reticulación / de furano son variadas. De acuerdo con mediciones de DSC la temperatura de-reticulación no cambia significativamente como función de la ingesta de furano y su relación molar con el reticulante.

Todas las muestras muestran una recuperación casi completa de almacenamiento y el módulo de pérdida. Las muestras reticuladas se reciclan hasta siete veces sin pérdida de calidad significativa. Esto sugiere que un cambio en la conformación no resulta en diferente comportamiento visco-elástico. La muestra más entrecruzada es capaz de reparar completamente sí mismo dentro de 1 hora. Un número de materiales de baja densidad de entrecruzamiento muestran adicionalmente un efecto de memoria de forma.

Introduccion paper

Materiales termoestables se utilizan a menudo debido a que sus propiedades difieren de los termoplásticos o porque las tecnologías de fabricación exigen sistemas poliméricos de baja viscosidad. Muchos de estos materiales son conocidos por tener un alto módulo, alta resistencia a la fractura, y buena resistencia a los disolventes. Además, ya que los materiales reticulados no se derriten, se pueden en general ser utilizados en un rango de temperatura más amplio que los termoplásticos. Los termoestables se utilizan en un número de aplicaciones, tales como adhesivos, recubrimientos, gomas, abrasivos, materiales compuestos poliméricos, aislamiento eléctrico, y las placas de circuitos impresos. Desafortunadamente, tales excelentes propiedades mecánicas representan el principal desafío una vez que ocurre la necesidad de volver a procesar, reciclar, remodelar o reparar los materiales reticulados. Termoestables Re-viables encaminadas a combinar las propiedades positivas de los materiales reticulados con la procesabilidad y la reciclabilidad de los termoplásticos. El concepto detrás de re-viable termoestables que es parte de la red de polímero puede ser entrecruzado de By aplicación de un estímulo externo, estando este último por ejemplo luz o calor. Estas redes pueden consistir ya sea de reticulaciones covalentes o no covalentes. Ejemplos de entrecruzamientos reversibles no covalentes son enlaces de hidrógeno, y interacciones iónicas o Van der Waals (por ejemplo, de caucho SBS). Todos estos enlaces físicos se han demostrado para romper selectivamente a una temperatura de-reticulación dado. Por otro lado, reticulaciones químicas covalentemente reversibles se basan en los enlaces químicos que se pueden romper a un estímulo externo, principalmente el calor o la radiación de energía. Los sistemas químicos termorreversibles más estudiados se basan en la reacción de Diels-Alder (DA) probablemente porque asegura una cinética rápida y la baja posibilidad de degradación, pudiendo aparecer  ésta entre los 50 ° C y 200 ° C [1]. Con el fin de crear una red reticulada 3D, varios sistemas se han empleado basándose en la reacción de DA [4 + 2] y su inversa. Estos sistemas consisten en múltiples dienófilos y dieno fracciones de bajo peso molecular, de dienos o dienófilos unidos a cadenas principales de polímeros reticulados con reticulante bifuncional de bajo peso molecular, o de las cadenas poliméricas que contienen tanto dieno y dienófilo.

Entre los muchos grupos químicos capaces de reaccionar a través de un mecanismo de DA (incluyendo fulvenos, ciclopentadieno, antraceno y otros) los más investigados los implica furano como un dienófilo y maleimida como dieno. La razón de esto reside probablemente en la cinética rápida, lo que hace que sea atractivo para aplicación industrial potencial [2]. Con el fin de unir restos de furano a una cadena principal de polímero, varios métodos han sido estudiados, principalmente utilizando poliestireno, y polimetilacrilato o resinas epoxi como precursores poliméricos. Sin embargo, las rutas de síntesis caros y el uso de disolventes y catalizadores hacen estas modificaciones difícil de aplicar a escala industrial. Un gran avance en los polímeros a base de furano se ha realizado previamente en nuestro grupo de investigación. De hecho, policetonas sintetizados por terpolimerización de monóxido de carbono alternantes, eteno y propeno se modificaron con furfurilamina a través de la reacción de Paal-Knorr con el fin de obtener grupos colgantes furánicos (Figura 1). El polímero sintetizado podría ser reversible reticulado con (metilendi-p-fenileno) bismaleimida. El material resultante se recicla hasta siete veces sin observar ningún deterioro significativo de sus propiedades mecánicas. El sistema visualizado reporta varias ventajas en comparación con otros similares presentados en la literatura. En primera instancia, el uso de la reacción de Paal-Knorr para sintetizar polímeros con grupos reactivos DA mostraron varias ventajas típico de este catión modificado, tales como la ausencia de cualquier catalizador o disolventes, la presencia de agua como único por -producto, cinética rápida y rendimientos relativamente altos. Además, furfurilamina es un producto basado en furfural, un azúcar basada en productos químicos fácilmente disponibles. En nuestros trabajos anteriores, las propiedades térmicas y mecánicas tal como se mide por calorimetría diferencial de barrido (DSC), análisis térmico mecánico dinámico (DMTA), y un ensayo de flexión de 3 puntos se utilizaron para estudiar la eficiencia reversibilidad de policetona altamente funcionalizada. Los resultados obtenidos constituyen a nuestro juicio un gran avance en la síntesis de materiales termoestables reciclables ya que se encontró 100% de curación y reciclabilidad durante varios ciclos térmicos (hasta siete). Sin embargo, la razón de una alta reciclabilidad tal, en comparación con otros sistemas descritos en la literatura, sigue siendo desconocido y posiblemente podría estar relacionada con la concentración excepcionalmente alta de dieno, para la mejor de nuestro conocimiento nunca antes alcanzado, anclado a las cadenas poliméricas. El presente trabajo tiene por objeto probar esta hipótesis y la obtención de una penetración más profunda en el comportamiento mecánico y térmico del sistema reportado como una función de la cantidad de grupos reactivos DA a lo largo de la columna vertebral. De hecho, policetonas con tres diferentes grados de funcionalización furano se han sintetizado y estudiado fueron reacciones de reticulación en tres relaciones molares diferentes de furano a maleimida. Espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR) y se utilizaron estudios de hinchamiento para demostrar la reversibilidad mientras que el de eficiencia de curación y de re-trabajabilidad de los materiales preparados se evaluó mediante DSC y DMTA estudios.

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