Как добиться стабильных результатов при ступенчатой полимеризации?

[vbb]

Приветствую!

 

Я сейчас осваиваю синтез полимера, который мне нужен для моей работы. И уже спрашивал на этом форуме, почему не удавался синтез. Тогда проблема была простая: посмотрел не туда и неправильно рассчитал количество компонентов. Но спасибо всем за предыдущие советы!)

 

Теперь для меня нет проблем синтезировать этот полимер. Но есть проблема в стабильности результатов. Пока не удалось охарактеризовать полученные материалы с помощью хроматографии и FTIR. Но заметно, что в конце разных синтезов раствор полимера субъективно имеет разную вязкость. А при осаждении хлопья полимера ещё и имеют разную морфологию. Один раз полимер осадился в виде губки. Один раз раствор превратился в гель, только в районе магнитной мешалки осталась жидкая фаза. При осаждении этого раствора получились хлопья неоднородного цвета - какие то серые, какие то белые. Волокна из разных фракций этого полимера имели разную жесткость. Таким образом, мне надо подкорректировать протокол, чтобы получать более стабильные результаты. 

 

Вот схема реакции

 

 

В первой реакции смешиваются изоционат и диол, для образования полиуретановой связи. После этого используется диамин для полимеризации. Обычно компоненты добавляются в соотношении PCL:BDI:Putrescine 1:2:1. Если рассматривать только фазу полимеризации, что соотношение компонентов 1:1. Возможно такое соотношение и является проблемой…

 

Среднечисловую молекулярную можно вычислить по уравнению Карозерса

 

M_w = M₀ / (1 - p)

 

где p - доля прореагировавших активных групп. 

 

Видно, что если p стремится к 1, то молекулярная масса стремится к бесконечности. Это невозможно, но чем точнее подобирать соотношения компонентов, тем больше будет расти Mn, в какой то момент ограничиваясь вязкостью раствора. Поэтому в условиях экспоненциального роста молекулярной массы любые незначительные вариации в соотношениях компонентов будут приводить к значительному изменению в молекулярной массе получающегося полимера. 

 

Ниже представлен  график зависимости Mn от p (уравнение Карозерса) в интересующем меня диапазоне (Mn ~ 50,000 - 200,000).

 

 

Правильно ли я понимаю, что чтобы получать молекулярную массу в заданном диапазоне, нужно снизить количество путресцина. То есть использовать соотношение компонентов 1:2:0,98 , чтобы получить Mn ~ 100,000 (при молекулярном весе PCL 2,000). И соотношение 1:2:0,99 для Mn ~ 200,000?

Изменено 31 Мая, 2022 в 13:42 пользователем vbb