UV ile kürlenen bir reçinenin polimerizasyonu
Bir sahip foto-duyarlı resin MSDS'ye . 1,6-Heksandiol diakrilat karışımını listeler ($\ce{C_{12}H_{18}O_4}$) uygun CAS numarası ve Poliüretan akrilat ile birlikte CAS numarası "Butil akrilat / metil metakrilat / metakrilik asit kopolimer" ile aşağıdaki formülle (veya daha doğrusu formüllerle)$\ce{(C7H_{12}O2.C5H8O2.C4H6O2)_x}$. Ayrıca listelenen Fotoinitiator 1-Hydroxycyclohexyl phenyl ketone var . Renk ve reaksiyon önleyici katkı maddeleri büyük olasılıkla asıl soru için alakasızdır, bu yüzden onları dışarıda bırakıyorum.
Organik kimyam biraz paslanmış, ancak bileşiğin ilk kısmı kurulumun olduğunu belirleyebilirim $\ce{H2C=CH-CO-O-C6H12-O-CO-CH=CH2}$. Bu, polimerizasyon altında her iki tarafta da eşit şekilde reaksiyona giren oldukça hoş bir molekül gibi görünüyor. Bu malzeme aynı zamanda ışığa duyarlı olarak listeleniyor, ben de uçları harekete geçirmek için her iki ucundan bir şeyler döktüğünü yorumluyorum .
Diğeri, elbette üç monomerin bir karışımıdır: Butil akrilat ($\ce{H2C=CH-CO-O-C4H9}$), metil metakrilat ($\ce{H2C=C(CH3)-CO-O-CH3}$) ve metakrilik asit ($\ce{H2C=C(CH3)-COOH}$). İlk ikisinin içinde ester grupları var, sonuncusunun öncüsü var,$\ce{-COOH}$grubu (karboksilik asit). Tüm bunların bana sadece bir aktif tarafı var gibi görünüyor .
Dört ana kimyasalın eşit sayıda ve eşit miktarda karıştırıldığını ve başlatıcı Hidroksisikloheksil-fenil-ketonun bol miktarda kaynağı olabileceğini varsayarsak, kesinlikle yaklaşık 400 nm (+ - 5) UV ışığı altında reaksiyona girecek ve polimerize olacaktır. karışımın kendi yerel uygulaması olan SLA yazıcısında nasıl davrandığıdır.
Ancak şu parçalarla ilgili bir sorunum var:
- Bileşikler arasında ne tür bir reaksiyon meydana gelir? Bazı polimerizasyonların su şeklinde atık yarattığını belli belirsiz hatırlıyorum (bu yoğunlaşma mıydı?), Ancak kombinasyonların çoğu için burada bunun olduğunu gerçekten görmüyorum ve sonuç olarak, polimer bağlı durumda gibi görünebilir.
- Ortaya çıkan polimer ne tür bağlara sahiptir? Bu, hemen hemen, bileşikler arasındaki reaksiyonu görmemenin doğrudan sonucudur. Bir ester oluşturma olasılığı gördüğümü düşündüm ($\ce{R_1-CO-O-R_2}$) metakrilik asit ve heksandiol diakrilat arasında, ancak daha sonra farkedilen alkol grubunu kaçırır ($\ce{R-OH}$) Saldırmak ve bağı oluşturmak için su oluşturmak. Bu yüzden bunların ester olarak birbirine bağlanmadığından oldukça eminim, ama benden kaçan bu bağların doğru adı nedir ?!
- Bu polimer ne olarak sınıflandırılır? Bazı polimerlerin monomerlerine, üretim sürecine, zincir uzunluğuna, bağ tipine ve makro yapıya göre sınıflandırıldığını ve her birini birkaç gruba ayırdığını hatırlıyorum. Bunlar, onlar hakkındaki bazı belirsiz özelliklerin tahmin edilmesine izin verecektir. Temelde 4 farklı monomerden oluştuğu için kesinlikle saf PolyLacticAcid gibi Homojen değildir. Ayrıca, MSDS'den bildiğim ve işlenen reçinenin biraz kırılgan bir ürün olması nedeniyle elastik bir bağ oluşturmamalı. Ancak polimerizasyon sürecinden hangi gruplara dahil edilebilir?
Yanıtlar
Polikondansasyon ( PET tipik bir üründür) olarak da bilinen suyu dışarı atan polimerizasyonlar, polimerizasyonların bir alt kümesidir. Buradaki radikal polimerizasyonun , aynı anda çalışan üç reaksiyon türü ile farklı şekilde ilerlemesi daha olasıdır: başlatma, yayılma ve sonlandırma.
Başlatma sırasında ışık, fenilketonu her biri bir eşleşmemiş elektron ile iki parçaya böler. Bu, oksijen atomlarının yanındaki nokta ile sembolize edilir ve bu kimyasalların radikaller olduğunu belirtir:
Bu radikaller, yayılma reaksiyonunda bir nötr akrilatın çift bağının bir elektronuyla reaksiyona girebilir . Mavi ile sembolize edilen, iki reaktif arasında yeni oluşan tek bağdır (ilk satır). Aynı zamanda, önceki çift bağın diğer elektronu, yine nötr bir akrilatın reaksiyona girebileceği yeni bir alanı temsil eder (ikinci çizgi). Polimer zincirinin bu büyümesi tekrar tekrar devam edebilir veya yayılabilir (üçüncü hat).
Oluşan radikaller oluşur oluşmaz, bu karbon merkezli radikallerin tüketildiği bir dizi reaksiyon olabilir. Bu, polimer zincirlerinin daha fazla büyümesini iptal eder. Bu sonlandırma reaksiyonları arasında hidrojen transfer / redoks reaksiyonları ve ayrıca dimerizasyonlar en öne çıkanlardır. Meydana gelmesi muhtemel görünen bazıları aşağıda tasvir edilmiştir:
Yapısı
Başlangıç materyaliniz bir başlangıç ve iki işlevli akrilatların bir karışımından oluşur. Böylece kürleme, birbiriyle çapraz bağlı polimer zincirleri verecektir. Aşağıdaki çizim (farklı bir malzeme için) bunu mavi zikzak çizgilerle sembolize ediyordu:
(Konuray ve diğerleri , Polymers 2018 , 10 , 178 doi 10.3390 / polym10020178 , açık erişim)
Birden fazla farklı monomerle başladığınız için, bu dallı kopolimerlere bir örnek olacaktır .