2022
DOI: 10.1002/ange.202215733
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Mechanoredox Catalysis Enables a Sustainable and Versatile Reversible Addition‐Fragmentation Chain Transfer Polymerization Process

Abstract: The sustainable synthesis of macromolecules with control over sequence and molar mass remains a challenge in polymer chemistry. By coupling mechanochemistry and electron-transfer processes (i.e., mechanoredox catalysis), an energy-conscious controlled radical polymerization methodology is realized. This work explores an efficient mechanoredox reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization process using mechanical stimuli by implementing piezoelectric barium titanate and a diaryliodonium… Show more

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“…球磨碰撞产生的自由基能够引发自由基聚合反应 [94] ,但通常伴随着剧烈碰撞导 致的机械降解事件 [95] ,目前仍没有有效的办法来防止机械降解的发生。这种现 象限制了机械力在合成聚合物方面的应用,也明确了需要开发更加高效的方式 实现低能量机械力驱动的可控自由基聚合反应。2023 年,庞新厂团队 [92] 报道了 在球磨条件下进行的压电 ATRP 反应,球磨产生的强烈共混效应有利于电子转 磨压电 RAFT 聚合反应方面也取得了重要进展,Golder 课题组 [93] 利用球磨 BaTiO 3 过程中产生的氧化还原电势差解离二芳基鎓盐,进而产生自由基引发聚 合反应(图 6(c)) 。Golder 及其合作者 [90] 在随后的工作中优化和扩展了这一体系, 将其扩展到可控自由基聚合,最终在 RAFT 聚合体系中表现出高于 95%的单体 转化率,和窄分子量分布(M w /M n <1.1)。 图 6(d)展示了 Golder 课题组 [90] 通过这 一技术,可控地合成了含有两种不相溶单体( 乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯 (DEGEEA)和丙烯酸六氟丁酯(HFBA) )的两亲性嵌段共聚物,这意味着力 化学方法有潜力完成溶液中无法实现的高分子合成。此外,Golder 及其合作者…”
Section: 球磨压电效应调控可控自由基聚合 与超声方法不同,球磨反应中活性物质与休眠物质的平衡效率受到无溶剂 体系的限制。无溶剂条件...unclassified
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“…球磨碰撞产生的自由基能够引发自由基聚合反应 [94] ,但通常伴随着剧烈碰撞导 致的机械降解事件 [95] ,目前仍没有有效的办法来防止机械降解的发生。这种现 象限制了机械力在合成聚合物方面的应用,也明确了需要开发更加高效的方式 实现低能量机械力驱动的可控自由基聚合反应。2023 年,庞新厂团队 [92] 报道了 在球磨条件下进行的压电 ATRP 反应,球磨产生的强烈共混效应有利于电子转 磨压电 RAFT 聚合反应方面也取得了重要进展,Golder 课题组 [93] 利用球磨 BaTiO 3 过程中产生的氧化还原电势差解离二芳基鎓盐,进而产生自由基引发聚 合反应(图 6(c)) 。Golder 及其合作者 [90] 在随后的工作中优化和扩展了这一体系, 将其扩展到可控自由基聚合,最终在 RAFT 聚合体系中表现出高于 95%的单体 转化率,和窄分子量分布(M w /M n <1.1)。 图 6(d)展示了 Golder 课题组 [90] 通过这 一技术,可控地合成了含有两种不相溶单体( 乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯 (DEGEEA)和丙烯酸六氟丁酯(HFBA) )的两亲性嵌段共聚物,这意味着力 化学方法有潜力完成溶液中无法实现的高分子合成。此外,Golder 及其合作者…”
Section: 球磨压电效应调控可控自由基聚合 与超声方法不同,球磨反应中活性物质与休眠物质的平衡效率受到无溶剂 体系的限制。无溶剂条件...unclassified
“…A c c e p t e d https://engine.scichina.com/doi/10.1360/TB-2024-0311 [90] 还探究了球磨罐体中的氧气对聚合反应的影响,这一引发体系在未严格除氧 的条件下,表现出了较长的聚合诱导期(约 1 h) ,考虑到封闭罐体中有限的氧 气含量,实验结果仅能表明这一引发体系具有消耗氧气,重新启动聚合的特点。 图 6 球磨条件下的自由基聚合。 (a)机械球磨实现 2-乙烯基萘固态 ATRP [91] ; (b)球磨条件下进行压电 ATRP 反应 [92] ; (c)球磨或超声 BaTiO 3 解离二芳基 鎓盐产生自由基引发聚合反应 [93] ;( d)压电 RAFT 聚合 [90] Figure 6 Radical polymerization by ball milling. (a) ATRP of 2-vinylnaphthalene [91] ;…”
Section: 球磨压电效应调控可控自由基聚合 与超声方法不同,球磨反应中活性物质与休眠物质的平衡效率受到无溶剂 体系的限制。无溶剂条件...unclassified
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“…These methods rely on an equilibrium between active and dormant chains, achieved through reversible termination and/or degenerative chain transfer, leading to polymers with controlled molecular weights and narrow molecular weight distributions . Reversible addition–fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization utilizes a chain-transfer agent (CTA) with the general structure of Z–C­(S)­S–R to establish equilibrium via degenerative chain transfer and requires an exogenous radical source to initiate polymerization. Previous reports have demonstrated that initiating radicals can be generated from diverse sources, including photo, electrochemical, , and mechanical (i.e., ultrasound, piezoelectric, , and mechanoredox) , stimuli.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%
“…1 Reversible addition− fragmentation chain-transfer (RAFT) polymerization utilizes a chain-transfer agent (CTA) with the general structure of Z− C(�S)S−R to establish equilibrium via degenerative chain transfer and requires an exogenous radical source to initiate polymerization. 1−6 Previous reports have demonstrated that initiating radicals can be generated from diverse sources, including photo, 7−10 electrochemical, 11,12 and mechanical (i.e., ultrasound, 13−15 piezoelectric, 16,17 and mechanoredox) 18,19 stimuli.…”
Section: ■ Introductionmentioning
confidence: 99%