A poli(ß-pinén) előállítása és módosítása
Az utóbbi években egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek a kőolaj alapanyagú monomerek helyett a megújuló forrásból származó, polimerizációra alkalmas kettős kötéssel rendelkező molekulák vizsgálatára. A növényi alapanyagú, polimerizációs reakcióra alkalmas molekulák egyik legfontosabb képviselői a terpénszármazékok.
A legelterjedtebb terpénszármazék a ß-pinén, melynek karbokationos polimerizációja már jól ismert, Az eddig elért alacsony molekulatömeg és kedvezőtlen fizikai tulajdonságai azonban megakadályozták a folyamat és a polimer elterjedését. Munkám során különböző reakciókörülmények (hőmérséklet, reakcióközeg) hatását terveztem vizsgálni a polimerizációra. Az általam alkalmazott iniciátorrendszert korábban már használták polimerizációs reakciókhoz, viszont tudomásom szerint ß-pinén polimeriációjához én használtam elsőként.
Különböző oldószerelegyekben végeztem a ß-pinén polimerizációját, és a hagyományos diklórmetán-hexán elegy mellett benzotrifluorid tartalmú oldószerelegyekben is sikeresen előállítottam poli(ß-pinén)-t. Az egyes komponensek hatásának vizsgálatára a polimerizációs reakciót elvégeztem iniciátor nélkül és protoncsapda alkalmazásával is. A monomer szerkezetéből adódóan a polimerizáció során izomerizáció játszódik le, ami monomeregységenként egy láncmenti kettős kötés kialakulását eredményezi. A láncmenti kettőskötések minden esetben magas, közel elméleti értéket értek el a 100% monomerkonverzió esetében.
A keletkezett homopolimer módosítását is megkíséreltem. A polimert N-bróm-szukcinimiddel reagáltattam perklórsav és metanol jelenlétében, majd a brómozott terméket ezt követően 2-merkaptoetanollal reagáltatva egy, monomeregységenként akár egy hidroxil-csoport beépítésére is alkalmas módszert dolgoztam ki, ami egy egyszerű, kétlépéses reakcióban sikeresnek bizonyult. 3-Klórperbenzoesavval pedig sikeres epoxidálást hajtottam végre.
Munkám során tehát igazoltam, hogy a ß-pinén nagy jelentőségű, megújuló forrásból származó polimerizációs alapanyagnak tekinthető. Polimerizációja nem csak kriogén körülmények között, hanem szobahőmérsékleten is és egy környezetileg kedvezőnek tekinthető oldószerben, benzotrifluoridban is sikeresen elvégezhető nagy hatékonysággal, jelentős kettős kötés aránnyal. Továbbá bizonyítottam, hogy ezek a kettős kötések további funkcionalizálási reakciókat tesznek lehetővé a polimer láncon, így iparilag is jelentősnek mondható, megújuló nyersanyagból előállított polimerszármazékok nyerhetőek.
szerző
-
Réti Zsombor
Műanyag- és száltechnológiai mérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Iván Béla
kutatóprofesszor, Természettudományi Kutatóközpont (külső) -
Dr. Csiszár Emília
egyetemi docens, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
