Metilmetakrilatın Oksijen Ve Sodyum Fenoksit Varlığında, Silikajel Destekli Atom Transfer Radikal Polymerizasyonu

Abstract

Son yıllarda radikal polimerizasyon üzerinde kontrol sağlamak polimer kimyasında gittikçe önem kazanmaktadır. Vinil monomerlerinin kontrollü yaşayan polimerizasyonu üzerinde yapılan çalışmalar, iyi tanımlanmış, dar molekül ağırlığı dağılımına sahip polimerlerin sentezi açısından ilgi çekmektedir. Bunların içinde, atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP), en sık kullanılan yaşayan serbest radikal polimerizasyon metodudur. ATRP’de, geçiş metal katelizör kompleksi ile alkil halojenür arasındaki sürekli redoks reaksiyonu ile radikal üretilir. ATRP prosedürleri, oksijenin radikalik reaksiyonları durdurması nedeniyle genellikle oksijensiz ortamda gerçekleştirilir. Ancak reaksiyonun mekanizması üzerinde yapılan çalışmalar, oksijenin bu istenmeyen etkisinin, fenol türevleri kullanılarak engellenebileceğini göstermiştir. ATRP’nin dezavantajlarından biri de yüksek konsantrasyonda katelizör gereksinimi ve katelizörün polimerizasyon sonrası ortamdan uzaklaştırılması gereğidir. Laboratuvar koşullarında katelizörün uzaklaştırılması, silikajel veya alumina dolgu kolonlardan geçirilerek sağlanır. Polimerin ticari olarak üretiminde hem zaman kaybı hem de yüksek maliyete neden olmaktadır. Bu soruna çözüm olarak katalizörün, reaksiyon ortamında tekrar kullanılabilecek bir katı üzerine sabitlenerek sonraki polimerizasyonlarda tekrar kullanılabilmesi düşünülebilir. Bu çalışmada, metil metakrilatın, silikajel destekli CuCl2-PMDETA kompleksi katelizör olarak kullanılarak, sodyum fenoksit ve belirli miktarda oksijen içeren ortamda atom transfer radikal polimerizasyonu incelenmiş ve reaksiyonun aynı katelizör ile tekrarlanması halinde, katelizörün aktivitesi ve reaksiyon kinetiği incelenmiştir

Recently, one of the major trends in polymer chemistry is to gain control over radical polymerization. In this field, controlled living polymerization of vinylic monomers has been of considerable interest for the synthesis of well-defined narrow polydispersity polymers. Among them, atom transfer radical polymerization (ATRP) is one of the most widely used living free radical polymerization method for the polymerization of various types of vinylic monomers. In ATRP systems, an alkyl halide generates radicals by the continous redox reaction provided by a transition metal catalyst complex. In typical procedures, ATRP occurs in oxygen-free environment while oxygen is known to stop radical polymerizations. However studies on the mechanism of ATRP proved that his unwanted effect can be abolished by employing phenolic compounds. One of the disadvantages facing ATRP is the high catalyst concentration needed and the removal of catalyst after the polymerization. In laboratory scales, the catalyst is removed from the polymer solution by passing the polymer solution through silica gel or alumina filled column. This is not only costly and waste of time for commercial production of polymers. Against this problem, a possible solution is to immobilize the catalyst onto a solid support that can be recycled. In this work, living polymerization of MMA, using silica gel supported CuCl2-PMDETA complex, in the presence of PhONa and definite amount of oxygen was developed. The supported catalysts were recycled; kinetics of the reaction and the activity of the recyled catalyst were investigated