Polymérisation d'une résine durcissant aux UV
J'ai une fiche signalétique en résine photosensible . Il énumère un mélange de diacrylate de 1,6-hexanediol ($\ce{C_{12}H_{18}O_4}$) avec son numéro CAS approprié et son acrylate de polyuréthane ainsi que le numéro CAS du "Copolymère acrylate de butyle / méthacrylate de méthyle / acide méthacrylique" avec la formule (ou plutôt les formules) de$\ce{(C7H_{12}O2.C5H8O2.C4H6O2)_x}$. Il y a également le photoinitiateur 1-Hydroxycyclohexyl phényl cétone répertorié. Les additifs de couleur et d'inhibiteur de réaction ne sont probablement pas pertinents pour la question réelle, je les laisse donc de côté.
Ma chimie organique est quelque peu rouillée, mais la première partie du composé que je peux identifier comme ayant la configuration $\ce{H2C=CH-CO-O-C6H12-O-CO-CH=CH2}$. Cela semble être une molécule assez agréable qui réagit uniformément des deux côtés sous polymérisation. Ce matériau est également répertorié comme photosensible, ce que j'interprète qu'il jette quelque chose des deux extrémités pour activer les extrémités.
L'autre, bien sûr, est un mélange de trois monomères: l'acrylate de butyle ($\ce{H2C=CH-CO-O-C4H9}$), le méthacrylate de méthyle ($\ce{H2C=C(CH3)-CO-O-CH3}$) et l'acide méthacrylique ($\ce{H2C=C(CH3)-COOH}$). Les deux premiers ont des groupes esters en eux, le dernier a son précurseur, le$\ce{-COOH}$groupe (acide carboxylique). Tout cela ne me semble avoir qu'un côté actif .
Si l'on suppose les quatre principaux produits chimiques sont mélangés un peu uniforme et en nombre pair et ce qui pourrait être un approvisionnement suffisant du démarreur hydroxycyclohexyl-phényl-cétone, ils réagiront et polymérise sûrement sous la lumière UV d'environ 400 nm (+ - 5), ce est le comportement du mélange dans son application native, une imprimante SLA.
Cependant j'ai un problème avec ces pièces:
- Quel genre de réaction se produit entre les composés? Je me souviens vaguement que certaines polymérisations créent des déchets sous forme d'eau (était-ce de la condensation?), Mais je ne vois pas vraiment cela se produire ici pour la plupart des combinaisons et, par conséquent, je ne vois pas ce que les parties du le polymère peut ressembler à son état lié.
- Quel type de liaisons possède le polymère résultant? C'est à peu près le résultat direct de ne pas voir la réaction entre les composés. Je pensais avoir vu une possibilité de former un ester ($\ce{R_1-CO-O-R_2}$) entre l'acide méthacrylique et le diacrylate d'hexanediol, mais s'est ensuite rendu compte que ce dernier manquait un groupe alcool ($\ce{R-OH}$) pour attaquer et créer de l'eau à partir de pour former le lien. Je suis donc à peu près sûr que ceux-ci ne se lient pas comme des esters les uns aux autres, mais quel est le nom correct de ces liens qui m'échappent?!
- Comment classerait ce polymère? Je me souviens que certains polymères sont classés en fonction de leurs monomères, du processus de fabrication, de la longueur de la chaîne, du type de liaison et de la macro-structure, en les mettant chacun en plusieurs groupes. Celles-ci permettraient d'estimer quelques propriétés vagues à leur sujet. Ce n'est certainement pas un homogène comme le PolyLacticAcid pur, car il est essentiellement composé de 4 monomères différents. Il ne doit pas non plus former de liaison élastique en raison de ce que je sais de la fiche signalétique et du fait que la résine traitée est un produit quelque peu cassant. Mais dans quels groupes peut-il être placé à partir du processus de polymérisation?
Réponses
Les polymérisations expulsant l'eau, également appelées polycondensation (le PET est un produit typique), sont un sous-ensemble de polymérisations. La polymérisation radicalaire ici est plus susceptible de se dérouler différemment avec trois types de réaction fonctionnant simultanément: initiation, propagation et terminaison.
Au cours de l' initiation , la lumière divise la phénylcétone en deux fragments avec un électron non apparié chacun. Ceci est symbolisé par le point à côté des atomes d'oxygène, indiquant que ces produits chimiques sont des radicaux:
Ces radicaux peuvent réagir avec un électron de la double liaison d'un acrylate neutre dans la réaction de propagation . La liaison simple nouvellement formée entre les deux réactifs est symbolisée en bleu (première ligne). Simultanément, l'autre électron de l'ancienne double liaison représente un nouveau site où à nouveau un acrylate neutre peut réagir (deuxième ligne). Cette croissance de la chaîne polymère peut se poursuivre encore et encore, ou se propager (troisième ligne).
Dès qu'il y a formation de radicaux, il peut y avoir un certain nombre de réactions où ces radicaux centrés sur le carbone sont consommés. Cela annule la poursuite de la croissance des chaînes polymères. Parmi ces réactions de terminaison, les réactions de transfert d'hydrogène / redox ainsi que les dimérisations sont les plus importantes. Certains qui semblent susceptibles de se produire sont décrits ci-dessous:
Structure
Votre matière première se compose d'un démarreur et d'un mélange d'acrylates bifonctionnels. Ainsi, la curation donnera des chaînes polymères qui sont réticulées les unes avec les autres. L'illustration ci-dessous (pour un matériau différent) le symbolisait par les lignes bleues en zig-zag:
(Konuray et al. , Polymers 2018 , 10 , 178 doi 10.3390 / polym10020178 , accès libre)
Parce que vous avez commencé avec plusieurs monomères différents, ce serait un exemple de copolymères ramifiés .