Polimerizzazione di una resina polimerizzante UV
Ho una scheda di sicurezza in resina fotosensibile . Elenca una miscela di 1,6-esandiolo diacrilato ($\ce{C_{12}H_{18}O_4}$) con il suo numero CAS appropriato e acrilato di poliuretano insieme al numero CAS di "Copolimero di butil acrilato / metil metacrilato / acido metacrilico" con la formula (o meglio, le formule) di$\ce{(C7H_{12}O2.C5H8O2.C4H6O2)_x}$. C'è anche il fotoiniziatore 1-idrossicicloesil fenil chetone elencato. Gli additivi del colore e dell'inibitore di reazione sono molto probabilmente irrilevanti per la domanda reale, quindi li tralascio.
La mia chimica organica è un po 'arrugginita, ma la prima parte del composto posso identificare come avente la configurazione $\ce{H2C=CH-CO-O-C6H12-O-CO-CH=CH2}$. Questa sembra essere una molecola piuttosto carina che reagisce in modo uniforme su entrambi i lati durante la polimerizzazione. Questo materiale è anche elencato come fotosensibile, che interpreto che perde qualcosa da entrambe le estremità per attivare le estremità.
L'altro, ovviamente, è una miscela di tre monomeri: butil acrilato ($\ce{H2C=CH-CO-O-C4H9}$), metil metacrilato ($\ce{H2C=C(CH3)-CO-O-CH3}$) e acido metacrilico ($\ce{H2C=C(CH3)-COOH}$). I primi due contengono gruppi esterei, l'ultimo ha il suo precursore, il$\ce{-COOH}$gruppo (acido carbossilico). Tutti questi sembrano avere solo un lato attivo per me.
Supponendo che le quattro sostanze chimiche principali siano mescolate in modo un po 'uniforme e in numero pari e quello che potrebbe essere un ampio rifornimento dell'idrossicicloesil-fenil-chetone di avviamento , sicuramente reagiranno e polimerizzeranno sotto la luce UV di circa 400 nm (+ - 5), poiché questo è il modo in cui la miscela si comporta nella sua applicazione nativa, una stampante SLA.
Tuttavia ho un problema con queste parti:
- Che tipo di reazione avviene tra i composti? Ricordo vagamente che alcune polimerizzazioni creano rifiuti sotto forma di acqua (era quella condensa?), Ma non vedo che ciò accada qui per la maggior parte delle combinazioni e, di conseguenza, non riesco a vedere quali sono le parti del il polimero potrebbe apparire nel loro stato legato.
- Che tipo di legami ha il polimero risultante? Questo è praticamente il risultato diretto della mancata visione della reazione tra i composti. Pensavo di aver visto la possibilità di formare un estere ($\ce{R_1-CO-O-R_2}$) tra l'acido metacrilico e il diacrilato di esandiolo, ma poi si è reso conto che in seguito manca un gruppo alcolico ($\ce{R-OH}$) per attaccare e creare acqua per formare il legame. Quindi sono abbastanza sicuro che questi non si leghino tra loro come esteri, ma qual è il nome corretto per questi legami che mi sfuggono ?!
- In che cosa sarebbe classificato questo polimero? Ricordo che alcuni polimeri sono classificati in base ai loro monomeri, al processo di fabbricazione, alla lunghezza della catena, al tipo di legame e alla macrostruttura, raggruppandoli ciascuno in diversi gruppi. Ciò consentirebbe di stimare alcune proprietà vaghe su di loro. Non è certamente un omogeneo come il PolyLacticAcid puro, poiché è composto fondamentalmente da 4 diversi monomeri. Inoltre, non dovrebbe formare un legame elastico a causa di ciò che so dalla scheda di sicurezza e che la resina lavorata è un prodotto piuttosto fragile. Ma in quali gruppi può essere inserito dal processo di polimerizzazione?
Risposte
Le polimerizzazioni che espellono l'acqua, note anche come policondensazione (il PET è un prodotto tipico), sono un sottoinsieme delle polimerizzazioni. La polimerizzazione radicalica è qui più probabile per procedere in modo diverso con tre tipi di reazione esecuzione contemporaneamente: iniziazione, propagazione e terminazione.
Durante l' iniziazione , la luce divide il fenilchetone in due frammenti con un elettrone spaiato ciascuno. Questo è simboleggiato dal punto accanto agli atomi di ossigeno, a indicare che queste sostanze chimiche sono radicali:
Questi radicali possono reagire con un elettrone del doppio legame di un acrilato neutro nella reazione di propagazione . Il simbolo blu è il legame singolo appena formato tra i due reagenti (prima riga). Allo stesso tempo, l'altro elettrone del precedente doppio legame rappresenta un nuovo sito in cui può reagire di nuovo un acrilato neutro (seconda riga). Questa crescita della catena polimerica può continuare ancora e ancora o propagarsi (terza riga).
Non appena si formano dei radicali, possono verificarsi numerose reazioni in cui questi radicali concentrati sul carbonio vengono consumati. Ciò annulla l'ulteriore crescita delle catene polimeriche. Tra queste reazioni di terminazione , le reazioni di trasferimento di idrogeno / redox e le dimerizzazioni sono le più importanti. Alcuni che sembrano probabili si verificano di seguito:
Struttura
Il materiale di partenza è costituito da un antipasto e una miscela di acrilati bifunzionali. Quindi la cura produrrà catene polimeriche che sono reticolate tra loro. L'illustrazione sotto (per un materiale diverso) simboleggiava questo con le linee blu a zig-zag:

(Konuray et al. , Polymers 2018 , 10 , 178 doi 10.3390 / polym10020178 , accesso aperto)
Poiché hai iniziato con più monomeri diversi, sarebbe un esempio di copolimeri ramificati .