Demir(III)trifenil fosfin kompleksi ile kontrollü metil metakrilat polimerizasyonu

Abstract

İktisadi önemi bulunan polimerler için radikal polimerizasyonu önemli bir prosestir. Bu polimerlerin molekül ağırlıklarım ve molekül ağırlığı dağılımım kontrol etmek büyüyen iki radikalin geri dönüşümlü sonlarıma reaksiyonu yüzünden çok zordur ve bu polimerler yaşayan polimer değildir. Klasik olarak, makro moleküler mimarinin kontrolü yalnızca yaşayan anyonik ve katyonik polimerizasyon teknikleri ile başarılabilmektedir. Kontrollü mimari denilince, molekül ağırlık kontrolü, uç grup kontrolü, blok kopolimer oluşturabilme ve yaşayan karakter akla gelmektedir. Matyjaszwski ve grubu 1995 yılında atom transfer radikal polimerizasyonunu (ATRP) gerçekleştirmişlerdir. ATRP, Cu(I) / ligand sistemi ile katalizlenen yaşayan serbest radikal polimerizasyon sistemidir. Başlatıcı olarak alkil halajenürleri,RX, düşük oksidasyon basamaklardaki geçiş metalleri ve uygun ligantlar kataliz olarak kullanılır Mt\L. Sitiren ve akrilat türü monomerlerin polimerizasyonunda ATRP başvurulabilir. Bu monomerler başarılı bir şekilde bu methodla yaşayan karakterde polimerleştirilebilirler Yaşayan kontrollü MMA polimerizasyonu ATRP methodu kullanılarak geniş araştırılmaktadır. Bu araştırmalarda bir çok Cu(I), Ru(II), Ni (I), Rh(II) ve Fe(II) - gibi geçiş element bazlı sistemler kullanılmaktadır. Kontrollü PMMA demir bazlı kataliz sistemleri ile elde edilebilir. Yukarıda ki anlatılanlar baz alınarak düşünüldüğünde geleneksel ATRP kullanılarak kontrollü polimer elde etmek en etkili yoldur. Bu metod alkil halaj emirlerin toksik olması RX, ve metal katalizin oksitlenmesi gibi problemler göstermektedir. Bu çalışmada kontrollü ve düşük polidispersitesi olan MMA polimerizasyonunun toksik olan halaj emirler olmaksızın ve oksijen uzaklaştırmadan elde edilebileceğini bizim tarafımızdan gösterildi. GPC(Jel Geçirgenlik Kromatografisi) cihazından alınan sonuçlar doğrultusunda elde edilen polimerlerin gerçekten de ATRP tekniği ile oluştukları belirlenmiştir.

Radical polymerization process important for the industrial production of commodity polymers, but they are not living polymerization, and the molecular weight and molecular weight distribution are very difficult to control because of the irreversible termination reactions between two propagating radicals. Traditionally, control of macromolecular architecture has been achieved by using living polymerization techniques such as anionic, cationic procedures. Specifically, controlled architecture possesses some characteristics, which are molecular weight control, end group control, ability to form block copolymers, and a living nature. In 1995, Matyjaszevski et al. reported a novel polymerizable method that is based on the transition metal catalyzed atom transfer radical polymerization (ATRP). In ATRP alkyl halide species,RX, were used as an initiators and transition metal compounds at lower oxidation state with suitable ligands, Mt/L as catalyst. ATRP can be applied to polymerize both styrene and acrylic type monomers. These monomers were successfully polymerized by this method and they exhibit some characteristics of living polymerization. The living\ controlled radical polymerization of MMA has been widely investigated using ATRP method, among them a large variety transition metal, compounds were used as catalyst: Cu(I), Ru(II), Ni (I), Rh(II) and Fe(II) - based system. PMMA with the well-controlled molecular weight distributions could be obtained with iron-based catalyst system. Thought the above-mentioned conventional ATRP method is an efficient method to maintain living\ controlled radical polymerization. It has major two problems: the toxicity of the halide species RX and oxidation of the catalyst Mt/L, by the oxygen in air. In the present work, we report that the controlled radical polymerization of MMA having low polydisperties can be prepared without DC RX that have a toxicity or removal oxygen, if our initiation system is used. GPC (Gel Permeation Chromatography) studies of the obtained polymers show controlled polymers that are readily formed as a result of ATRP.