والهدف من هذا البروتوكول هو الشروع في البلمره باستخدام السندات الكبريت الحيوية في بولي (S-ديفيزيلبنزين) في درجات حرارة معتدله (90 درجه مئوية) دون استخدام المذيبات. وتتميز البوليمرات من قبل المؤتمر الشعبي العام ، DSC و 1H nmr ، واختبارها للتغيرات في الذوبان.
الكبريت العنصري (S8) هو منتج ثانوي لصناعه النفط مع ملايين الأطنان المنتجة سنويا. هذا الإنتاج وفيرة وتطبيقات محدوده تؤدي إلى الكبريت ككاشف فعاله من حيث التكلفة لتوليف البوليمر. ويجمع الكبريت المعكوس بين الكبريتي العنصري مع مجموعه متنوعة من مونومرات لتشكيل بوليسوليدس وظيفية دون الحاجة إلى المذيبات. وقد أدت أوقات رد الفعل القصير والطرق الاصطناعية إلى الامام علي التوالي إلى التوسع السريع للفلكنه معكوس. ومع ذلك ، فان درجات حرارة التفاعل العالي (> 160 درجه مئوية) تحد من أنواع مونومرات التي يمكن استخدامها. هنا ، يتم استخدام السندات الكبريت ديناميكية في بولي (S-ديفيزيلبنزين) لبدء البلمره في درجات حرارة اقل بكثير. السندات S-S في prepolymer هي اقل استقرارا من السندات S-s في S8، مما يسمح تشكيل الراديكالية في 90 درجه مئوية بدلا من 159 درجه مئوية. وقد أدمجت مجموعه متنوعة من الاليل والاثيرات الفينيل لتشكيل terالبوليميرات. وقد اتسمت المواد الناتجة من قبل 1H nmr, هلام تخلل اللوني, والتفاضلية المسح الحراري, فضلا عن دراسة التغيرات في الذوبان. هذا الأسلوب يوسع علي المذيبات خاليه ، الكيمياء الراديكالية thiyl التي تستخدمها بالكبريت معكوس لخلق بوليسوليدس في درجات حرارة معتدله. هذا التطور يوسع نطاق مونومرات التي يمكن ادراجها التالي توسيع خصائص المواد التي يمكن الوصول اليها والتطبيقات الممكنة.
وقد ادي تحويل مركبات اورجانوسولفور إلى S8 اثناء تنقيه النفط إلى تكديس مخزونات كبيره من الكبريت1. ويستخدم الكبريت عنصري في المقام الأول لإنتاج حمض الكبريتيك والفوسفات للاسمده2. توفر الوفرة النسبية كاشفا متاحا بسهوله وغير مكلف مما يجعل الكبريت العنصري كماده وسيطه مثاليه لتطوير المواد.
عكس المبركنه هو تقنيه البلمره جديده نسبيا ان يعيد الكبريت إلى مواد وظيفية3. الحلقة S8 يحول إلى سلسله خطيه ثنائي الراديكالية علي التدفئة فوق 159 درجه مئوية. الجذور ثيريل ثم بدء البلمره مع مونومرات لتشكيل بوليسوليدس3. بالاضافه إلى بلمره الراديكالية التقليدية ، وقد استخدمت بالكبريت معكوس لبدء البلمره مع البنكسيزازينيس4. وقد استخدمت البوليمرات الناتجة لمجموعه واسعه من التطبيقات بما في ذلك الرموز في بطاريات ليثيوم S1,5,6,7, الشفاء الذاتي العدسات البصرية8,9 والزئبق والمواد الماصة للنفط5،10،11،12،13،14،15، العوازل الحرارية15، للمساعدة في الإفراج البطيء للاسمده16 فضلا عن إظهار بعض النشاط المضادة للميكروبات17. وقدمت مجموعه واحده تحليلا منهجيا شاملا لهذه بوليسوليدس توفير المزيد من المعلومات حول الطابع العازل والخواص الميكانيكية مع المحتوي S متنوعة18. وقد تساعد التفاصيل المحددة في تطوير المزيد من التطبيقات. كما استخدمت السندات الديناميكية الموجودة في هذه المواد لأعاده تدوير البوليسوليدس19،20. ومع ذلك ، فان درجات الحرارة العالية المطلوبة بواسطة المبركنه معكوس ، عاده 185 درجه مئوية ، وعدم القابلية للخطا مع S8، والحد من مونومرات التي يمكن استخدامها3.
ركزت الجهود المبكرة علي البلمره من الهيدروكربونات العطرية ، والهيدروكربونات الموسعة ، ومونومرات الطبيعية مع نقاط الغليان العالية5. وقد تم توسيع هذه الأساليب باستخدام بولي (s-الستيرين) كما prepolymer تحسين القابلية للخطا بين S8 وأكثر مونومرات القطبية بما في ذلك الأكريليك, الليك, والدوال الوظيفية ينزوثيازول الاحاديه21. طريقه أخرى يستخدم المنشطات أمين النوى لتعزيز معدلات التفاعل وانخفاض درجات الحرارة رد فعل22. ومع ذلك ، العديد من مونومرات لديها نقاط الغليان اقل بكثير من 159 درجه مئوية ، التالي تتطلب طريقه بديله لتشكيل متعدد الكبريتيدات.
في شكل تاج مستقره ، S-S السندات هي الأقوى ، التالي تتطلب درجات حرارة عاليه لانشقاق23. في بوليسوليدس ، الكبريت موجود كسلاسل خطيه أو حلقات ، مما يسمح للسندات s-s ان تكون المشقوق في درجات حرارة اقل بكثير1،24. باستخدام بولي (اس DVB) (DVB ، ديفيزيلبنزين) كما prepolymer ، مونومر الثاني مع نقطه الغليان السفلي مثل 1 ، 4-سيكلوهيكانيديميثانول ديفيليثر (CDE ، نقطه الغليان من 126 درجه مئوية) ، ويمكن إدخال24. هذا العمل يدل علي مزيد من التحسن عن طريق خفض درجه حرارة التفاعل إلى 90 درجه مئوية مع عائله من الاليل والأثير الفينيل مونومرات. وتظل ردود الفعل المشتملة علي المونومر الثاني خاليه من المذيبات.
الفائدة الاساسيه لهذا الأسلوب هو القدرة علي تشكيل بوليسوليدس في درجات حرارة معتدله ، 90 درجه مئوية مقابل > 159 درجه مئوية للمبركنه العكسية التقليدية. سلاسل الكبريت الموسعة وحلقات الكبريت في بولي (s-DVB) هي اقل استقرارا من s-s السندات في s823,26. ويمكن بعد ذلك اس?…
The authors have nothing to disclose.
ويرجع الفضل في ذلك إلى صندوق البحوث البترولية التابع للجمعية الامريكيه للكيماويات (PRF # 58416-UNI7) للحصول علي الدعم المالي.
Sulfur, 99.5%, sublimed, ACROS Organics | Fisher Scientific | AC201250250SDS | |
divinylbenzene | Fisher Scientific | AA4280422 | |
1,4-Cyclohexanedimethanol divinyl ether, mixture of isomers | Sigma Aldrich | 406171 | |
Cyclohexyl vinyl ether | Fisher Scientific | AC395420500 | |
Allyl ether | Sigma Aldrich | 259470 | |
maleimide | Sigma Aldrich | 129585 | |
dichlormethane | Fisher Scientific | D37 | |
N,N-dimethylformamide | Fisher Scientific | D119 | |
Auto sampler Aluminum Sample Pans, 50µL, 0.1mm, Sealed | Perkin Elmer | B0143017 | |
Auto sampler Aluminum Sample Covers | Perkin Elmer | B0143003 | |
EMD Millipore 13mm Nonsterile Millex Syringe Filters – Hydrophobic PTFE Membrane, 0.45 um | Fisher Scientific | SLFHX13NL |