Polifosfazeny. Harry R. Allcock The Pennsylvania State University

Transkrypt

1 olifosfazey Klasa polimerów ieorgaiczych o uikalych możliwościach programowaia struktury w celu osiągięcia pożądaych właściwości pozwalających a aplikacje w ogromej ilości dziedzi. Harry R. Allcock The esylvaia State Uiversity

2 olimery orgaicze vs ieorgaicze olimery orgaicze olimery ieorgaicze - podate a utleiaie ( 2, 3 ) - dłuższe i siliejsze wiązaia między atomami szkieletu - pale - bardziej odpore a reakcje rodikowe - degradowale fotochemiczie (UV) - - większa zdolość koformacyja - tracą właściwości w iskich i wysokich temperaturach - zmiea walecyjość - rozpuszczale w rozpuszczalikach - stabile w wysokich temperaturach orgaiczych - - odpore wobec rozpuszczalików org. - słabo degradowale w biosferze - - większa możliwość uzyskaia projekto- - zależe od surowców aturalych waej struktury o zadaych cechach (ropa, gaz) ( tailorig chemistry )

3 trzymywaie H lub H 4 -H + + ( 2 ) 5...

4 Ra -a RH 2 lub R 2 H -H RM (związek orgaometaliczy) -M R HR R R HR lub R 2 R 2

5 temperatura

6 R 2 HR 2 -H RH 2 -H Ra -a RM -M R 2 R 2 R 2 HR R R

7 RMgX -MgX R RMgX R R + XMg R' CH 3 Li + RLi - RH R' - Li CH 3 CH 3 CH 3

8 1 R R R R R R , 0 0 Tras-tras-plaar (a) 1 R R R 5 R 6 R R 0 0, Cis-tras-plaar (b)

9 Rodzaj podstawika a właściwości polimeru CF 3 olimer mikrokrystaliczy, hydrofobowy, rozpuszczaly tylko w keteach Duża stabilość, łatwość formowaia folii i włókie. CF 3 C 2 H 5 Elastomer w iskich temperaturach, iekrystaliczy, podaty a przegrupowaie podstawików w wysokich temperaturach. C 2 H 5 Mikrokrystaliczy, rozpuszczaly w rozpuszczalikach aromatyczych, formowaly.

10 HCH 3 olimer rozpuszczaly w wodzie. Stabily w roztworze wodym. Szklisty, T g = 14 o C. HCH 3 HC 4 H 9 ierozpuszczaly w wodzie. Błootwórczy. dpory a hydrolityczą degradację. HC 4 H 9 H olimer ierozpuszczaly w wodzie. Szklisty, T g = 91 o C. H

11 ... Ṇ

12 Zastosowaia polifosfazeów A. Zaawasowae elastomery Liiowe elastomery z fluorowaymi lub aryloksy podstawikami. Właściwości: - iska wartość T g (~ -60 o C) - stabile termiczie, iepale - hydrofobowe - izolatory termicze i elektrycze - apełiacze: sadza, Fe 2 3 [( CF 3 ) ( (CF 2 ) x CF 2 H)] rzykładowe aplikacje

13 oliaryloksyfosfaze iakowa izolacja termicza i akustycza [( CF 3 ) 2 ] iepale włóko tekstyle

14 B. Zastosowaia biomedycze Immobilizacja heparyy a powierzchi polimeru CH 3 BS + Br Et 3 Br - a Hepari CH 3 CH 3 + Et 3 Hepari - Stosowaie w urządzeiach do przetaczaia krwi.

15 Immobilizacja ezymu A 90% H 3 A a 2 S A H 2 HCRCH -H 2 A CHRCH H 2 -ezym -H 2 A CHRCH=-ezym rzemysł biotechologiczy i fermetacyjy

16 Biodegradowaly polifosfaze H CEt EtC H 2 -H H CEt H 2 EtH H 2 CH H 3 4 H 3 Kotrolowae uwaliaie leków. Degradowale rusztowaia do regeeracji tkaek.

17 Kotrolowae uwaliaie leku. CH 3 H HCH 3 CH 3 H HCH 3 t (H 3 ) 2 t 2 lek przeciwowotworowy

18 Hydrożele CH 3 CH 3 - H 2 -RAY CH. CH 3. CH CH 3 sieciowaie rotezy tkakowe, sztucze aczyia krwioośe, kotrolowae uwaliaie leków, immobilizacja substacji bioaktywych.

19 Hydrożele cd. CH CH CH C - + Ca 2+ -2H + Ca 2+ CH C - Rusztowaia tkakowe, ukierukowaa aplikacja leków. (Joy jedododatie powodują biodegradację hydrożelu.)

20 C. olimery amfifilowe. Membray. HCH 3 HCH 3 CF 3 Zmiey stosuek podstawików hydrofilowych do hydrofobowych umożliwia uzyskaie zaplaowaej selektywości półprzepuszczalej membray.

21 D. Ciekłe kryształy C a ( ) 3 = CH 3 -a ( ) 3 = CH 3 C ( ) 3 = CH 3 Ciekły kryształ typu ematyk

22 E. Elektrolit polimerowy. Membray w bateriach litowych. CH 3 MEE Elektrolit: MEE + Li 4, LiS 3 CF 3 CH 3 Li + Li + Li + Czas Mechaizm przewodictwa joowego w stałym elektrolicie.

23 Kostrukcja baterii litowej

24 F. Materiały eergetycze olifosfaze jest stosoway jako aktywe spoiwo w materiale wybuchowym. rodukty rozkładu: C 2, H 2, 2, HF, H 3 4, CF 4

25 Schemat sytezy polifosfazeowego spoiwa eergetyczego.

26 G. Membray protoo-wymiee stosowae w EMFC Schemat ideowy EMFC ( olymer Electrolyte Membrae Fuel Cell ) aliwo: H 2, MeH A. H 2 = 2H + + 2e K. 1/ H + + 2e = H 2 A. CH 3 H + H 2 = C 2 + 6H + + 6e K. 3/ H + + 6e = 3H 2

27

28

29 Stadardowy elektrolit polimerowy - skuteczy do 80 o C - duża przepuszczalość MeH

30 Alteratywy Mechaizm trasportu H + : Sulfooway polifosfaze H + + H 2 = H S 3 - = H 2 + S 3- H + itd

31 Fosfooway polifosfaze Zalety polifosfazeów E: -dobra wytrzymałość mechaicza - stabilość chemicza i termicza - zerowe przewodictwo elektroowe - wysokie przewodictwo H + ( > 0.1 S/cm ) - mała przepuszczalość reagetów ( MeH )

32 H. olimer preceramiczy HR HR + temp. -H 2 R H HR -HR 2 -R 3 HR

33 I. Kopolimery Elastomery do specjalych aplikacji

34 J. Materiały fotoicze - aryloksypolifosfazey o wsp. załamaia światła polifosfazey z podstawikami spiropiraowymi fotochromy - przełącziki termooptycze - modyfikacja polimerów elektrolumiescecyjych