Πολυσυσταδικά συμπολυμερή: σύνθεση - χαρακτηρισμός - μορφολογία

Abstract

The synthesis, for the first time, of model linear triblock terpolymer precursors of styrene, isoprene, dimethylsiloxane, also a series of five tetrablock quarterpolymers of styrene, isoprene, dimethylsiloxne and 2-vinylpyridine and finally a pentablock quintopolymer of styrene, isoprene, dimethylsiloxane, 2-vinylpyridine and t-butyl methacrylate, is reported. The synthesis was based, on one hand, on recent advances in the controlled high vacuum anionic polymerization of hexamethylcyclotrisiloxane and, on the other hand, on the selective linking of poly(dimethylsiloxane)lithium with the chlorosilane group of the hetrofunctional linking agent 2-(chloromethylphenyl)ethylene dimethylchlorosilane. The multiblock copolymers were characterized by size exclusion chromatography, membrane osmometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy, so that the weight-average and number average molecular weights of the copolymers, the molecular weight distribution and the relative contents of the copolymers were determined, respectively. Measurement results show that the synthesized multiblock multicomponent polymers have a well defined structure and a low polydispercity in both molecular weight and chemical composition. The morphology of triblock terpolymers, tetrablock quarterpolymers and pentablock quintopolymers, in bulk and on surfaces, was studied by transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (ΑFM), respectively.

Παρασκευάστηκε, για πρώτη φορά, σειρά προτύπων γραμμικών τρισυσταδικών μακρομοριακών αντιδραστηρίων σύζευξης στυρενίου, ισοπρενίου, διμεθυλοσιλοξάνης, καθώς επίσης σειρά πέντε προτύπων γραμμικών τετρασυσταδικών τετραπολυμερών στυρενίου, ισοπρενίου, διμεθυλοσιλοξάνης και 2-βινυλοπυριδίνης και τέλος ένα πεντασυσταδικό πενταπολυμερές στυρενίου, ισοπρενίου, διμεθυλοσιλοξάνης, 2-βινυλοπυριδίνης και μεθακρυλικού τριτοταγούς βουτυλεστέρα. Η σύνθεση των παραπάνω πολυσυσταδικών μακρομορίων στηρίχθηκε, από τη μία πλευρά, στις πρόσφατες εξελίξεις του ελεγχόμενου, υπό κενό, ανιοντικού πολυμερισμού της εξαμεθυλοκυκλοτρισιλοξάνης και από την άλλη πλευρά, στην εκλεκτική σύζευξη του αντιδραστηρίου πολυ(διμεθυλοσιλοξανο)λιθίου με την ομάδα του χλωροσιλανίου του ετεροδραστικού αντιδραστηρίου σύζευξης 2-(χλωρομεθυλοφαινυλο)αιθυλοδιμεθυλο χλωροσιλανίου. Τα συμπολυμερή χαρακτηρίστηκαν με τις μεθόδους χρωματογραφίας αποκλεισμού μεγεθών, ωσμωμετρίας μεμβράνης και φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, οπότε προσδιορίστηκαν αντίστοιχα τα μέσα μοριακά βάρη των πολυμερών κατά μάζα και κατ’ αριθμό, η κατανομή μοριακών βαρών και η σχετική τους περιεκτικότητα. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων έδειξαν ότι τα μακρομοριακά πολυσυσταδικά πολυμερή χαρακτηρίζονται από καλά καθορισμένη δομή και μικρή πολυδιασπορά τόσο μοριακού βάρους όσο και χημικής σύστασης. Η μορφολογία των τρισυσταδικών τριπολυμερών, τετρασυσταδικών τετραπολυμερών και πεντασυσταδικών πενταπολυμερών, σε μάζα και σε επιφάνειες, μελετήθηκε με τις μεθόδους της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διαπερατότητας (ΤΕΜ) και της μικροσκοπίας ατομικής δύναμης (AFM), αντίστοιχα.