Een mengsel van drie verschillende monomeren kun je in een voorspelbare volgorde aan elkaar rijgen tot een gestructureerd copolymeer. Dat stellen onderzoekers van het Imperial College in Angewandte Chemie.
De Britten gebruikten caprolacton, cyclohexeenoxide en koolstofdioxide, dat normaal weinig reactief is, om copolyestercarbonaten te maken. Het totale proces bestaat uit twee reacties: een ringopeningspolymerisatie (ROP), waarbij het caprolactam reageert, en een ringopeningscopolymerisatie (ROCOP), waarbij koolstofdioxide reageert. Beide reacties kun je katalyseren met een zinkkatalysator.
De truc zit in het tijdig toevoegen van schakelreagentia. De onderzoekers uit Londen begonnen met een zinkdeeltje dat goed werkt voor de ROCOP, zolang er CO2 aanwezig is. Maar zelfs bij een druk van iets minder dan 1 bar, vormt de katalysator nog effectief polycyclohexeencarbonaat (PCHC). Dezelfde katalysator is alleen niet in staat in ROP uit te voeren.
Voeg je echter een beetje cyclohexeenoxide toe, dan reageert dat eenmalig met het polymeer en een zinkdeeltje om een alkoxide te vormen. Dat zinkdeeltje is vervolgens in staat om de ROP te beginnen. Is er geen cyclohexeenoxide aanwezig, dan gebeurt dit niet.
Dan ben je er echter nog niet. Als je al deze reagentia in een stap bij elkaar gooit, ontstaat er alleen PCHC. De Britten lostten dit op door de reactie te beginnen met aanwezig koolstofdioxide, maar dat gas na verloop van tijd er uit te spoelen. Dit vervingen ze door stikstof, waarna ROP kon plaatsvinden. Door dit afwisselen van gassen kan je schakelen tussen reacties en zo dus bepalen wat voor polymeer je krijgt.
Het is nu dus nog een vrij specifiek proces om polyestercarbonaten te krijgen, maar Charlotte Williams, hoofd van de groep die het onderzoek uitvoerde, ziet er toekomst in om misschien andere copolymeren te maken. ‘Ons onder zoek is een stap in de richting, die er misschien ooit toe leidt om polymeren te maken met veel gewenste eigenschappen.’
Nog geen opmerkingen