Atom Transfer Radikal Polimerizasyonunda Reaksiyon Ortamında Aktivatör Oluşumu

Abstract

Kontrollü/‘yaşayan’ radikal polimerizasyon yöntemlerinden olan atom transfer radikal polimerizasyon (ATRP) bir çok bilimsel araştırmaya konu olmuştur. Geçiş metali katalizleri, pasif ve aktif parçacıklar arasındaki atom transfer dengesi ile değişim dinamiğini belirlediği için ATRP’nin en önemli bileşenlerindendir. Polimerizasyonda düşük oksidasyon basamağındaki metal tuzlarının (aktivatör) kullanılması yüksek maliyete ve erken oksidasyona sebep olmaktadır. Bu da ATRP’nin önemli dezavantajlarındandır. Bu engel, elektron transfer bileşiklerinden yüksek oksidasyon basamağındaki metal tuzuna (deaktivatör) elektron transferiyle aktivatörün (Cu(I)) in situ oluşturulması yöntemi ile ortadan kaldırılabilir. Bu çalışmada, elektron transfer bileşikleri varlığında (fruktoz ve askorbik asit) stiren ve n-bütil akrilatın kontrollü polimerizasyonları anaerobik koşullarda gerçekleştirilmiş ve polimerizasyon kinetiği incelenmiştir. Makro başlatıcı tekniği ile lineer stiren-metil metakrilat blok kopolimerleri sentezlenmiştir. Ayrıca sekiz fonksiyonlu bir başlatıcı olan 5,11,17,23,29,35,41,47-okta-tert-butil-49,50,51,52,53,54,55,56-oktakis-(2-bromopropioniloksi)kaliks[8]aren sentezlenip, makro başlatıcı tekniği ile stiren-metil metakrilat blok kopolimeri sentezlenmiştir.

ATRP is one of the controlled/‘living’ polymerization methods has been the subject of many scientific researches. Transition metal catalysts are one of the most important parameter in ATRP since they determine the position of the atom transfer equilibrium and the dynamics of exchange between the dormant and active species. Major drawback of ATRP is using lower oxidation state metal salts due to high cost, early oxidation. This can be overcome by electron transfer from electron transfer agents to higher oxidation state metal salts (deactivator) and forming lower oxidation state metal salt in situ. In this study, the controlled polymerization of styrene and n-butyl acrylate in the presence of electron transfer agents (such as fructose and ascorbic acid) were carried out in anaerobic conditions and polymerization kinetic was investigated. The block copolymers of styrene and methyl methacrylate were synthesized via macroinitiator technique. Novel octa-functional initiator 5,11,17,23,29,35,41,47-octa-tert-butyl-49,50,51,52,53,54,55,56-octakis-(2-bromopropionyloxi)calix[8]arene was synthesized and used in the preparation of polystyrene stars and poly (styrene–b-methyl methacrylate).