Пластичность термореактивных полимеров при использовании TAD-реагентов

Источник: innocom.ru

Ученые Гентского Университета (Бельгия), представили новый тип реакции. Уникальная способность 1,2,4-триазолин-3,5-дионовых (TAD) реагентов была использована для обратимого сшивания полиуретанов или любых других полимерных матриксов. При более высоких температурах TAD-индуцированные связи могут временно открываться. Это дает возможность переработки термореактивных материалов, или даже отливки деталей из них, как из термопластичных полимеров. В исследовании участвовали три команды ученых во главе с Филиппом Дю Пре, Вероник Ван Спейброек и Йоханом Вине. TAD реагенты являются довольно устойчивыми веществами, но почти мгновенно реагируют с богатыми электронами ненасыщенными органическими соединениями.

Они могут быть легко внедрены в полимерные цепи, что приводит к прямому получению макромолекулярных связей и функционализации. TAD-реагенты могут вступать в реакцию почти мгновенно, при комнатной температуре, без помощи каких-либо катализаторов, независимо от влажности или других условий среды. В большинстве случаев такие реакции приводят к созданию необратимых химический связей. Но когда партнер TAD-реагента является частью индольной группы, временное отключение реакции возможно при температуре 120° С. TAD-реагент освобождается, и может затем реагировать с другими партнерами. В итоге, может быть реализована серия реакций с различными партнерами. Реакции могут быть даже «запрограммированы» для выбора подходящих альтернативных субстратов.

Ключевой особенностью реакций с участием TAD являются замечательные кинетические параметры. Энергетические барьеры, связанные с образованием и разрушением связей, являются очень низкими. Обычно, если прямая реакция энергетически выгодна, реакция в обратном направлении требует больших усилий. В данном случае прямая реакция происходит сверхбыстро при нормальных условиях окружающей среды, а для обращения реакции вспять необходим относительно небольшой нагрев. Еще одна особенность процесса: TAD-реагенты имеют ярко-красный цвет, но после реакции становятся бесцветными. Таким образом, обеспечивается полный визуальный контроль реакций. Кроме того, большинство индольных и TAD молекул могут быть легко синтезированы из дешевых химических веществ, и в больших масштабах. Уникальная реактивность TAD также открывает возможности для функционализации поперечными связями доступных но неактивных материалов, таких как природные растительные масла.