Shape Control over the Polymer Molecular Weight Distribution and Influence on Rheological Properties
Shape Control over the Polymer Molecular Weight Distribution and Influence on Rheological Properties
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聚合物分子量分布的形状控制及其对流变性能的影响
DOI：
10.1021/acs.macromol.2c02311
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Monteiro, Michael J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shi, Yanlin;Chen, Sung-Po R.;Fragkiadakis, George;Parisi, Daniele;Percec, Virgil;Vlassopoulos, Dimitris;Monteiro, Michael J.
总体分子量分布（MWD）的形状、宽度和平均分子量在很大程度上限定了聚合物性质。在常规的自由基聚合中，对这种分布的控制是通过由自由基终止事件主导的许多竞争动力学途径。“活性”自由基聚合在机理上使这些终止事件最小化，提供了获得所需高斯分布的简便途径，其中分布宽度取决于催化剂或调节剂的活性。然而，产生不寻常形状的分布只能通过复杂的聚合动力学建模和调用进料和其他方法来实现。在这里，我们构建正方形，倾斜的，椅子一样的MWD混合使用低反应性RAFT剂与分散度接近2的两到四个聚合物。与用高反应性RAFT试剂制备的聚合物的合成不同，这些聚合物的合成是简单的、可扩展的，并且重要的是可再现的，因为MWD与转化率无关，使得这种聚合方法几乎没有动力学模型。这里描述的混合方法克服了许多困难，在生产异常形状的MWD，并允许控制的MWD的形状和宽度。该概念进一步提供了一个通用的合成策略，用于研究具有所需加工和性能特征的聚合物的重要结构-性能关系。这是通过对所选样品的线性粘弹性能进行测量和建模分析来证明的，这提供了一种通过共混控制聚合物的MWD形式来定制聚合物性质的方法。与传统的方法分析的MWD的影响，它的实际形状被认为是解决其对性能的影响。
The shape, breadth, and average molecular weight of the overall molecular weight distribution (MWD) largely define polymer properties. In conventional free-radical polymerization, control over this distribution is through the many competing kinetic pathways dominated by radical termination events. “Living” radical polymerization mechanistically minimizes these termination events, providing a facile route to a desired Gaussian distribution with the distribution breadth dependent upon the activity of the catalyst or modulating agent. However, producing unusually shaped distributions can only be achieved through modeling of the complex polymerization kinetics and invoking feeding and other methods. Here, we construct square, slanted, and chair-like MWDs by blending two to four polymers made using a low-reactive RAFT agent with dispersities close to 2. The synthesis of these polymers, unlike that of polymers made with high-reactive RAFT agents, is simple, scalable, and importantly reproducible as the MWD is independent of conversion, making this polymerization method virtually and kinetically model-free. The blending method described here overcomes many of the difficulties in producing unusually shaped MWDs and allows control over the shape and breadth of the MWD. The concept further provides a general synthetic strategy for studying important structure–property relationships of polymers with desired processing and performance characteristics. This is demonstrated by measurement and modeling analysis of the linear viscoelastic properties of selected samples, which provides a way to tailor the properties of polymers by controlling the form of their MWD via blending. Unlike conventional approaches analyzing the effects of the MWD, its actual shape is considered and its effect on the properties is addressed.
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DOI：
--
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