Polyme hóa nhựa bảo dưỡng UV

Aug 16 2020

Tôi có một MSDS nhựa cảm quang . Nó liệt kê một hỗn hợp 1,6-Hexanediol diacrylate ($\ce{C_{12}H_{18}O_4}$) với số CAS thích hợp và Polyurethane acrylate cùng với số CAS của "Butyl acrylate / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer" với công thức (hoặc đúng hơn là công thức) là$\ce{(C7H_{12}O2.C5H8O2.C4H6O2)_x}$. Ngoài ra còn có Photoinitiator 1-Hydroxycyclohexyl phenyl xeton được liệt kê. Các chất phụ gia tạo màu và chất ức chế phản ứng rất có thể không liên quan đến câu hỏi thực tế, vì vậy tôi bỏ chúng đi.

Hóa học hữu cơ của tôi hơi bị gỉ, nhưng phần đầu tiên của hợp chất mà tôi có thể xác định là đã thiết lập $\ce{H2C=CH-CO-O-C6H12-O-CO-CH=CH2}$. Đây dường như là một phân tử khá đẹp, phản ứng đồng đều trên cả hai mặt dưới quá trình trùng hợp. Vật liệu này cũng được liệt kê là chất cảm quang, theo tôi giải thích rằng nó rơi ra thứ gì đó từ cả hai đầu để kích hoạt các đầu.

Loại còn lại, tất nhiên là hỗn hợp của ba monome: Butyl acrylate ($\ce{H2C=CH-CO-O-C4H9}$), metyl metacrylat ($\ce{H2C=C(CH3)-CO-O-CH3}$) và axit metacrylic ($\ce{H2C=C(CH3)-COOH}$). Hai nhóm đầu tiên có nhóm este trong đó, nhóm cuối cùng có tiền chất của nó,$\ce{-COOH}$nhóm (axit cacboxylic). Tất cả những điều này dường như chỉ có một mặt tích cực đối với tôi.

Giả sử bốn hóa chất chính được trộn hơi đồng đều và theo số chẵn và những gì có thể là nguồn cung cấp dồi dào Hydroxycyclohexyl-phenyl-ketone khởi đầu , chúng chắc chắn sẽ phản ứng và trùng hợp dưới ánh sáng UV khoảng 400 nm (+ - 5), như thế này là cách hỗn hợp hoạt động trong ứng dụng gốc của nó, một máy in SLA.

Tuy nhiên, tôi gặp sự cố với những phần này:

Loại phản ứng nào xảy ra giữa các hợp chất? Tôi nhớ mơ hồ rằng một số phản ứng trùng hợp tạo ra chất thải có hình dạng như nước (đó có phải là sự ngưng tụ không?), Nhưng tôi không thực sự thấy điều đó xảy ra ở đây đối với hầu hết các kết hợp và kết quả là tôi không nhìn thấy những phần của polyme có thể trông giống như ở trạng thái ngoại quan của chúng.
Polyme tạo thành có loại liên kết nào? Đây là kết quả trực tiếp của việc không nhìn thấy phản ứng giữa các hợp chất. Tôi nghĩ rằng tôi đã nhìn thấy khả năng tạo thành một este ($\ce{R_1-CO-O-R_2}$) giữa axit metacrylic và hexanediol diacrylat, nhưng sau đó nhận ra rằng sau đó bỏ sót một nhóm rượu ($\ce{R-OH}$) để tấn công và tạo nước từ để hình thành liên kết. Vì vậy, tôi khá chắc chắn rằng những liên kết này không liên kết như este với nhau, nhưng tên chính xác cho những liên kết khiến tôi lẩn tránh là gì ?!
Polyme này sẽ được phân loại là gì? Tôi nhớ rằng một số polyme được phân loại dựa trên monome của chúng, quy trình sản xuất, độ dài chuỗi, loại liên kết và cấu trúc vĩ mô, xếp mỗi loại thành một số nhóm. Những điều này sẽ cho phép ước tính một số thuộc tính mơ hồ về chúng. Nó chắc chắn không phải là một đồng nhất như PolyLacticAcid thuần túy, vì về cơ bản nó được tạo thành từ 4 monome khác nhau. Nó cũng không nên tạo thành một liên kết đàn hồi do những gì tôi biết từ MSDS và nhựa đã qua xử lý là một sản phẩm hơi giòn. Nhưng nó có thể được đưa vào những nhóm nào từ quá trình trùng hợp?

Trả lời

2 Buttonwood Aug 16 2020 at 20:33

Polymerization loại bỏ nước, còn được gọi là polycondensation ( PET là một sản phẩm điển hình), là một tập hợp con của polymerization. Quá trình trùng hợp gốc ở đây có nhiều khả năng tiến hành khác nhau với ba loại phản ứng chạy đồng thời: khởi đầu, lan truyền và kết thúc.

Trong quá trình bắt đầu , ánh sáng chia phenylketon thành hai mảnh với một electron chưa ghép đôi mỗi mảnh. Điều này được ký hiệu bằng dấu chấm bên cạnh các nguyên tử oxy, biểu thị rằng các hóa chất này là các gốc:
Các gốc này có thể phản ứng với một điện tử của liên kết đôi của acrylate trung tính trong phản ứng lan truyền . Ký hiệu bằng màu xanh lam là liên kết đơn mới hình thành giữa hai thuốc thử (dòng đầu tiên). Đồng thời, điện tử khác của liên kết đôi cũ đại diện cho một vị trí mới, nơi một acrylate trung tính lại có thể phản ứng (dòng thứ hai). Sự phát triển này của chuỗi polyme có thể tiếp tục lặp đi lặp lại hoặc lan truyền (dòng thứ ba).
Ngay sau khi có các gốc được hình thành, có thể có một số phản ứng trong đó các gốc tập trung carbon này bị tiêu thụ. Điều này hủy bỏ sự phát triển hơn nữa của các chuỗi polyme. Trong số các phản ứng kết thúc này , phản ứng chuyển hydro / oxy hóa khử cũng như các phản ứng đime hóa là những phản ứng nổi bật nhất. Một số điều dường như có thể xảy ra được mô tả dưới đây:

Kết cấu

Nguyên liệu ban đầu của bạn bao gồm chất khởi động và hỗn hợp các acrylate đa chức năng. Do đó, quá trình giám tuyển sẽ tạo ra các chuỗi polyme liên kết chéo với nhau. Hình minh họa bên dưới (cho một vật liệu khác) được biểu thị bằng các đường zig-zag màu xanh lam: