تفاعلات البلمرة

هناك مجموعة متنوعة من التقنيات المستخدمة لتفاعلات البلمرة. جميع التقنيات لها نفس الهدف لتحقيق خصائص هيكلية وفيزيائية محددة للبوليمر.

تشمل تقنيات تفاعلات الإضافة ما يلي:

• البلمرة السائبة - تتفاعل المونومرات السائلة الأنيقة لتكوين بوليمرات ، بما في ذلك PVC أو LDPE.
• بلمرة المحلول - يتم إذابة المونومر والبادئ في مذيب مناسب ويتشكل البوليمر في المحلول. يمكن استعادة البوليمر عن طريق التبخر ، أو تركه في محلول لاستخدامه في الطلاء والمواد اللاصقة. تصنع البوليمرات ، مثل حمض البولي أكريليك ، بشكل شائع عن طريق بلمرة المحلول.
• بلمرة التعليق - تنتشر المونومرات غير القابلة للذوبان في محلول مائي وبعد بدء التفاعل ، تتشكل كرات بوليمر صغيرة في المحلول. تتشكل حبات البوليسترين الصغيرة ذات الحجم الموحد عن طريق بلمرة التعليق.
• بلمرة المستحلب - ينتشر المونومر غير القابل للذوبان في الماء كمستحلب في وجود خافض للتوتر السطحي ، وتتشكل جزيئات دقيقة بوليمرية ذات وزن جزيئي مرتفع (لاتكس). الدهانات والطلاء ، وكذلك المواد اللاصقة ، هي منتجات مستخدمة على نطاق واسع تتكون من بلمرة المستحلب.

تشمل تقنيات تفاعلات التكثيف ما يلي:

• البلمرة الذائبة - يتم خلط جميع المواد المتفاعلة معا بشكل أنيق وترتفع درجة حرارة التفاعل فوق درجة حرارة ذوبان البوليمر الناتج. تتكون ألياف البوليستر والبولي أميد من التكثيف الذائب.
• تكثيف المحلول - يتم خلط جميع المواد المتفاعلة (المونومر ، المحفز) معا في مذيب لا يتفاعل. تتشكل اللدائن الاصطناعية عن طريق تكثيف المحلول.
• تكثيف الطور البيني - يحدث تفاعل البلمرة ويتواجد البوليمر الناتج في واجهة مرحلتين غير قابلتين للامتزاج. غالبا ما تتشكل البوليانيلين والبوليميدات عن طريق التكثيف البيني.

تنتج تفاعلات البلمرة جيدة التنظيم جزيئات مميزة جيدا فيما يتعلق بالتركيب والوزن الجزيئي وتوزيع الوزن الجزيئي والخصائص الهيكلية والفيزيائية. يضمن الفهم الشامل لهذه العناصر أن البوليمر المركب "مناسب للغرض" في الاستخدام المقصود منه. لتحقيق ذلك ، من الضروري فهم العديد من المعلمات الكيميائية والتفاعلية المرتبطة بالعملية الاصطناعية والتحكم فيها بعناية. أثبت التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء أنه ذو قيمة عالية لمواجهة هذا التحدي. أثبت التحليل الطيفي في الموقع في الوقت الفعلي أنه ذو قيمة خاصة لتوفير نظرة ثاقبة لمعلومات التركيب الحركية والميكانيكية والكيميائية الرئيسية ، مع القضاء على الصعوبات المرتبطة بالقياسات غير المتصلة بالإنترنت لتفاعلات البلمرة. على مدى العقود الثلاثة الماضية ، كان التحقيق في تفاعلات البلمرة من المختبر من خلال التوسع إلى الإنتاج أحد أكثر الاستخدامات غزارة وقيمة للتحليل الطيفي FTIR في الموقع والتحليل الطيفي رامان.

يوفر التحليل الطيفيFTIR في الموقع في الوقت الفعلي ورامان  معرفة محسنة وأداء محسنا في التحقيق في تفاعلات البلمرة وتمكن العلماء من:

• تحليل مجموعة واسعة من تفاعلات البلمرة ، بما في ذلك المتجانسة (مثل الجذور الحرة والتكثيف) وغير المتجانسة (مثل المستحلب والمستحلب الدقيق)
• قياس المونومرات والبوليمرات المسبقة والبوليمرات بدقة عبر نطاق تركيز واسع نتيجة للنطاقات الطيفية المميزة للأشعة تحت الحمراء المتوسطة
• الحصول على بيانات حركية التفاعل ، ومعدلات تحويل المونومر ، ونسب التفاعل ، وطاقات التنشيط ، ودور المبادرين ، والوسائط ، وتكوين المنتج الثانوي
• تتبع معدلات تحويل المونومر الفردي وتركيب البوليمر الكلي في البوليمر المشترك والبلمرة متعددة المكونات
• التحقيق في نمو السلسلة والتشابك والمعالجة
• فهم الدور الميكانيكي للمحفزات في تفاعلات البلمرة ؛ تحديد الأنواع النشطة والحركية
• مراقبة ظروف التفاعل وضبطها بشكل استباقي كما هو مطلوب لضمان الامتثال لمواصفات المنتج النهائي المقصود
• قم بقياس مستويات المونومر المتبقي والتأكد من أنها تلبي متطلبات المنتج والمتطلبات التنظيمية. اضبط نسب الشحن ومتغيرات التفاعل الأخرى لتقليل الكميات الموجودة.

1. بتلر ، ف. ، فيورنتيني ، ف. ، أيزنهاردت ، كيه إتش إس ، وويليامز ، سي كي (2025). محفزات Co (III) NA (I) غير المتجانسة للبلمرة المشتركة لفتح الحلقة لأكسيد البروبين وثاني أكسيد الكربون. الجزيئات الكبيرة. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.5c01529
2. راغورامان ، إيه ، سبيني ، إتش إيه ، ويلسون ، دي آر ، فيلا ، سي ، أرورا ، إس ، ماجومدر ، إيه ، دي لا هوز ، جي إم إم ، بارادكار ، إم ، جيز ، إيه بي ، سوزوكي ، إم ، كيتون ، إيه ، موخوبادياي ، إس ، برناليس ، في ، ماسي ، جيه ، وكينيدي ، آر دي (2025). بلمرة فتح الحلقة المحفزة ثلاثية الأيريلبوران لأكسيد البروبيلين: مسار إلى البولي يوريثين الفائق. أبحاث الكيمياء الصناعية والهندسية. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5c01981
3. إليس ، س. ، بوشارد ، إيه ، ويونكرز ، ت. (2024). إزالة البلمرة من بولي (لاكتيد) في ظل ظروف التدفق المستمر. العلوم الكيميائية. https://doi.org/10.1039/d4sc05891g
4. فورد ، إم جيه ، بورسينكولا ، دي إتش ، تيليس ، آر ، مانشيني ، جيه إيه ، وانغ ، واي ، رزفي ، إم إتش ، لوب ، سي كي ، موران ، بي دي ، تريسي ، جي بي ، لويس ، جي إيه ، يانغ ، إس ، لي ، إي ، وكوك ، سي سي (2024). الحركة مع الضوء: تحول الشكل المتجاوب للضوء من اللدائن الكريستالية السائلة المطبوعة. المسألة ، 7 (3) ، 1207-1229. https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.01.006
5. هوانغ ، واي ، شيويه ، إكس ، وفو ، ك. (2020). تطبيق نظام الجسيمات الدقيقة لفرش البولي إلكتروليت الكروية في التلبد والاحتفاظ به. البوليمرات ، 12 (4) ، 746. https://doi.org/10.3390/polym12040746
6. سانكارانارايانان ، س. ، ليكوزار ، ب. ، ونافيا ، ر. (2019). تحليل حجم الجسيمات في الوقت الحقيقي باستخدام مسبار قياس انعكاس الشعاع المركز للتصنيع في الموقع للمواد المركبة بولي أكريلاميد - فيلر. التقارير العلمية ، 9 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-019-46451-x
7. تشانغ ، د. ، تشانغ ، واي ، فان ، واي ، راجر ، إم ، غيرينو ، ف. ، بوتيلر ، إل ، لي ، إم ، وتوماس ، سي إم (2019). بلمرة الكربامات الدورية: طريق عملي للبولي يوريثين الأليفاتي. الجزيئات الكبيرة ، 52 (7) ، 2719-2724. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.9b00436
   
8. أمبروز ، ك. ، مورفي ، جي إن ، وكوزاك ، سي إم (2019). مجمعات الكروم أمينو مكرر (الفينولات) كمحفزات لبلمرة فتح الحلقة لأكسيد الهكسين الحلقي. الجزيئات الكبيرة ، 52 (19) ، 7403-7412. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.9b01381
   
9. إليس ، إس إن ، ريابتسيفا ، إيه ، ديكمان ، آر آر ، هارجريفز ، إس ، روبرت ، تي ، شامبانيا ، ب. ، كننغهام ، إم إف ، وجيسوب ، بي جي (2019). بوليمرات مستجيبة لثاني أكسيد الكربون غنية بالنيتروجين حيث يسحب التناضح الأمامي المواد المذابة. أبحاث الكيمياء الصناعية والهندسية ، 58 (50) ، 22579-22586. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b04858
   
10. تشانغ ، ج. ، وو ، واي ، تشين ، ك. ، تشانغ ، إم ، غونغ ، إل ، يانغ ، دي ، لي ، إس ، وغو ، دبليو (2019). خصائص وآلية بلمرة الفينيل الأثير الكاتيوني في الوسائط المائية التي بدأها الكحول / B (C6F5) 3 / ET2O. البوليمرات ، 11 (3) ، 500. https://doi.org/10.3390/polym11030500
    
11. أندرسون ، تي إس ، وكوزاك ، سي إم (2019). بلمرة فتح الحلقة للإيبوكسيدات والبلمرة المشتركة لفتح الحلقة من ثاني أكسيد الكربون₂ مع الإيبوكسيدات بواسطة محفز الزنك أمينو ثنائي (فينولات). مجلة البوليمر الأوروبية ، 120 ، 109237. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2019.109237
    
12. باروسو ، آر جي إم آر ، غونسالفيس ، إس بي ، وماتشادو ، ف. (2019). نهج جديد لتخليق البوليمرات القائمة على حمض اللاكتيك في وسط مائي مشتت. الكيمياء والصيدلة المستدامة ، 15 ، 100211. https://doi.org/10.1016/j.scp.2019.100211
    
13. يانوشيفسكي ، ر. ، كوناكي ، آي ، ماسيجوسكي ، إتش ، ومارسينيك ، ب. (2019). الهيدرسيليليشن المحفز بالمعدن الانتقالي للبولي بوتادين - تأثير البدائل في السيليكون على كفاءة عملية الوظيفية. مجلة التحفيز ، 371, 27–34. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2019.01.026
    
14. أمبروز ، ك. ، روبرتسون ، ك. ن. ، وكوزاك ، سي إم (2019). مجمعات الكوبالت أمينو مكرر (فينولات) لاقتران وبلمرة الإيبوكسيدات مع ثاني أكسيد الكربون. معاملات دالتون ، 48 (18) ، 6248-6260. https://doi.org/10.1039/c9dt00996e
    
15. أندريا ، ك. أ. ، وكيرتون ، إف إم (2019). تكوين Triarylborane المحفز للكربونات العضوية الدورية والبولي كربونات. حفز ACS ، 9 (3) ، 1799-1809. https://doi.org/10.1021/acscatal.8b04282
16. ليو ، إكس ، وين ، واي ، تشو ، جيه ، جينغ ، إكس ، تشين ، ب ، وي ، ب ، وو ، ب ، يانغ ، إس ، تشانغ ، إتش ، وني ، واي (2019). تحسين تحمل الملح والاستقرار الحراري لألياف السليلوز النانوية عن طريق تعديل التطعيم. بوليمرات الكربوهيدرات ، 211, 257–265. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.02.009
17. روديتش ، ب. ، ميلوشيف ، آي ، ليكا ، إم ، أندرياتا ، ف. ، وفيدريزي ، ل. (2018). سلوك التآكل والاستقرار الكيميائي لطلاء سول جل الهجين الشفاف المودع على الألومنيوم في المحاليل الحمضية والقلوية. التقدم في الطلاءات العضوية ، 124, 286–295. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2018.02.025
18. أوليفيرا ، إم ، بيريندز ، إس إل ، روزا ، آي آر ، وبيتزولد ، سي إل (2017). استخدام عامل تريثيوكربونيل RAFT دون تعديل كمثبت (Co) في بلمرة المستحلب الصغير. مجلة علوم البوليمرات الجزء أ كيمياء البوليمر ، 55 (10) ، 1687-1695. https://doi.org/10.1002/pola.28515
19. آن ، إم ، لا ، إف ، السيد ، إس ، جنرال موتورز ، ب ، سي ، إتش ، دي ، دي إل إم ، جي سي ، بي ، وإم ، ن. (2017). تغليف مستخلص بايبر كابرالانوم (Piperaceae) غير القطبي في بولي (ميثيل ميثاكريلات) عن طريق المستحلب المصغر وتقييم الزيادة في فعالية النشاط المضاد لسرطان الدم في خلايا K562. DOAJ (DOAJ: دليل مجلات الوصول المفتوح). https://doaj.org/article/3859d040eeb34fb688c59bdb010c4923