Σύνθεση πολύπλοκων μακρομοριακών αρχιτεκτονικών με πολυμερισμό μετάθεσης διάνοιξης δακτυλίου, ROMP

Abstract

Using ROMP catalysts and a combination of polymerization methodologies, a variety of complex macromolecular structures was synthesized. Various macromonomers with an end-norbornenyl group were first prepared by ROP. and then, using the grafting ‘through macromonomers’ method, were homopolymerized to afford high density polymacromonomers and were copolymerized with the lower molecular weight monomer of norbornene for the synthesis of lower density graft copolymers. Copolymacromonomers were also synthesized by the sequential and the random copolymerization of different macromonomers. In particular, PLLA macromonomers and PCL macromonomers with an end-norbornenyl group were prepared by ROP. Employing Grubbs catalysts, these macromonomers were either homopolymerized or copolymerized with norbornene by ROMP to afford polymacromonomers or graft copolymers, respectively. Random and block copolymacromonomers consisting of PLLA and PCL side chains on a poly(norbornene) backbone were also synthesized. The molecular characteristics of the macromolecular brushes were obtained by 1H-NMR spectroscopy and Size Exclusion Chromatography equipped with various detectors. The thermal properties of the samples were studied by differential scanning calorimetry, DSC and thermal gravimetric analysis, TGA. In addition, polymers are imaged using atomic force microscopy.

Ποικιλία σύνθετων μακρομοριακών δομών συντέθηκε με τη χρήση ROMP καταλυτών και με συνδυασμό διάφορων τεχνικών πολυμερισμού. Αρχικά, συντέθηκαν μακρομονομερή με μία ακραία ομάδα νορβορνενίου με τη χρήση του ROP. Με την τεχνική του ‘εμβολιασμού μέσω μακρομονομερών’ τα μακρομονομερή αυτά ομοπολυμερίστηκαν ώστε να συντεθούν πολυμακρομονομερή υψηλής πυκνότητας και συμπολυμερίστηκαν με το μικρότερου μοριακού βάρους μονομερές, το νορβορνένιο για τη σύνθεση εμβολιασμένων συμπολυμερών, χαμηλής πυκνότητας. Επιπλέον, συμπολυμακρομονομερή παρασκευάστηκαν με διαδοχικό και τυχαίο συμπολυμερισμό διαφορετικών μακρομονομερών. Συγκεκριμένα, μακρομονομερή πολυ(L-λακτιδίου)-PLLA και πολυ(ε-απρολακτόνης)-PCL, συντέθηκαν μέσω ROP. Με τη χρήση καταλυτών Grubbs, αυτά τα μακρομονομερή ομοπολυμερίστηκαν και συμπολυμερίστηκαν με νορβορνένιο μέσω ROMP ώστε να παραχθούν πολυμακρομονομερή και εμβολιασμένα συμπολυμερή, αντίστοιχα. Τέλος, συντέθηκαν τυχαία και κατά συστάδες συμπολυμακρομονομερή με κύρια αλυσίδα το πολυνορβορνένιο και πλευρικές αλυσίδες PLLA και PCL. Τα μοριακά χαρακτηριστικά των εμβολιασμένων συμπολυμερών μελετήθηκαν μέσω της φασματοσκοπίας NMR και χρωματογραφίας αποκλεισμού μεγεθών (SEC) εξοπλισμένη με διάφορους ανιχνευτές. Οι θερμικές ιδιότητες μελετήθηκαν με χρήση της διαφορικής θερμοδομετρίας σάρωσης (DSC) και της θερμοσταθμικής ανάλυσης (TGA). Επιπλέον, εικόνες από τη διαμόρφωση των πολυμερών ελήφθησαν από τη μικροσκοπία ατομικών δυνάμεων (AFM).