כמה סוגים של נוסחת תהליכים יש עבור משקה אם פוליקרבוקסילי מפלסטיק?

שיטה ראשונה: פונקציונליזציה לאחר פולימריזציה

שיטה זו משתמשת בעיקר בפולימרים קיימים לצורך שינוי. בדרך כלל, חומצות פוליקרבוקסיליות במשקלים מולקולריים ידועים מאושרים עם פוליאתרים בטמפרטורות גבוהות בנוכחות זרז, ויוצרות קופולימרים שתל. שיטה זו מוגבלת על ידי הסוגים והמפרטים של מוצרי חומצה פוליקרבוקסיליים זמינים, מה שהופך את ההתאמות להרכב ולמשקל מולקולרי למאתגרים. בנוסף, במהלך ההכנה, חומצות פוליקרבוקסיליות ופוליאתרים מפגינים תאימות ירודה, וקשה לבצע אסטריפיקציה. ככל שהאסטריפיקציה מתקדמת, מים בורחים ללא הרף, מה שמוביל להפרדת פאזות פוטנציאלית.

תהליך סינתזה אופייני: אלקנוקסי אמין H₂N(BO)–R משמש כמגיב להשתלה על חומצה פולקרבוקסילית (BO מייצג קבוצת אוקסיאלקיל, n הוא מספר שלם, ו-R הוא קבוצת אלקיל C₁–C₄). המסיסות של חומצה פוליקרבוקסילית באמין אלקנוקסי מאפשרת תהליך אימידציה מלא יותר. במהלך התגובה, מגיב האמין מתווסף בדרך כלל בכמות של 10-20% יחס מולרי ביחס ל-COOH. תערובת התגובה מחוממת תחילה למעל 150 מעלות ומוחזקה למשך 1.5-3 שעות. לאחר מכן הוא מקורר ל-100-130 מעלות, ומוסיפים זרז למשך 1.5-3 שעות נוספות כדי לייצר את המוצר הרצוי.

שיטה שנייה: פילמור והשתלה במקום

שיטה זו מתגברת על החסרונות של שיטת הפונקציונליזציה שלאחר הפילמור על ידי שימוש בפוליאתרים כמדיום תגובה עבור מונומרים בלתי רוויים מסוג קרבוקסילי. זה משלב פילמור והאסטריפיקציה, ומונע את בעיות התאימות בין חומצות פוליקרבוקסיליות ופוליאתרים.

תהליך הכנה אופייני: תערובת של מונומר אקרילי, חומר העברת שרשרת ויוזם מתווספת בהדרגה לתמיסה מימית המכילה מתוקסי פוליאתילן גליקול במשקל מולקולרי של 2000. לאחר תגובה ב-60 מעלות למשך 45 דקות, הטמפרטורה מוגברת ל-120 מעלות. תחת הגנת חנקן, המים מוסרים ברציפות (כ-50 דקות). לאחר מכן מוסיפים זרז, והטמפרטורה מוגברת ל-165 מעלות למשך 1-תגובה של שעה כדי להשיג השתלה נוספת. למרות ששיטה זו מאפשרת שליטה על המשקל המולקולרי של הפולימר, השרשרת הראשית מוגבלת בדרך כלל למונומרים המכילים קבוצות -COOH, מה שהופך את ההשתלה למאתגרת. בנוסף, תגובת השתלה זו היא תגובת שיווי משקל הפיכה, ומכיוון שכמות משמעותית של מים כבר קיימת במערכת לפני התגובה, דרגת ההשתלה היא בדרך כלל נמוכה וקשה לשליטה. שיטה זו פשוטה ועלות ייצור נמוכה, אם כי עיצוב מולקולרי עשוי להיות מאתגר.

שיטה שלישית: קופולימריזציה ישירה של מונומרים הניתנים לפולימריזציה

שיטת סינתזה זו דורשת בדרך כלל הכנה של מקרומונומר עם פעילות ניתנת לפילמר, כגון מתאקרילט מתאוקסי פוליאתילן גליקול. לאחר מכן מערבבים יחס ספציפי של מונומרים ועוברים לפילמור תמיסה כדי להשיג את המוצר הסופי. המפתח לתהליך זה טמון בסינתזה של המקרומונומר הפעיל, הכרוך בתהליך הפרדה וטיהור מורכב, המוביל לעלויות גבוהות יותר.

ביפן, תערובת בטון עם שמירה טובה על שקיעה סונתזה על ידי קופולימריזציה ישירה של מתאקרילט מתאוקסי פוליאתילן גליקול קצר שרשרת, מתאקרילט מתאוקסי פוליאתילן גליקול ארוך שרשרת וחומצה מתאקרילית.דוגמה אופיינית לסינתזה: בכלי תגובה מזכוכית המצויד במדחום, בוחש, משפך טיפה, צינור כניסת N₂ וקבל ריפלוקס, מוסיפים 500 חלקים של מים (במסה) ומערבבים עם חנקן כדי להפחית את החמצן. תחת הגנת N₂, התערובת מחוממת ל-80 מעלות, ותערובת של 250 חלקים מתאקרילט מתאוקסי פוליאתילן גליקול קצר שרשרת (עם 4 מולים של תוספת אתילן אוקסיד), 50 חלקים מתאוקסי פוליאתילן גליקול מתאקרילט ארוך שרשרת (עם 23 מולים של אתילן תוספת תחמוצת), 200 חלקים חומצה מתאקרילית, 150 חלקים מים, ו 13.5 חלקים של חומר העברת שרשרת 3-חומצה מרקפטופרופיונית מתווספים במשך 4 שעות יחד עם 40 חלקים של תמיסת אמוניום פרסולפט 10%. לאחר הוספה של הכל, מטפטפים 10 חלקים נוספים של תמיסת אמוניום פרסולפט 10% תוך יותר משעה, והתערובת מוחזקה למשך שעה, וכתוצאה מכך נוצרת תמיסה של פולימר עם משקל מולקולרי ממוצע של 15,{{22} } כמוצר הסופי.